[bigbang]

ماده سازی زاماک و آلومینیوم برای آبکاری

مقدمه:
درحین فرآیند پوشش دهی قطعات آلیاژی آلومینیومی و یا سرب خشک (زاماک) همیشه مشکلاتی به همراه بوده اند که عمده آنها مربوط به پروسه آبکاری نیست بلکه انتخاب ماده اولیه خام، نوع آلیاژ یا نحوه تولید قطعه از یک سو و عدم کارایی دقیق پروسه آبکاری از نظر مواد اولیه مصرفی، آماده سازی و شرایط کاری از سوی دیگر نقش بسزایی در کیفیت آبکاری قطعات خواهند گذاشت.
متن زیر سخنرانی آقای برگر از متخصصین شرکت ENTHONE تحت عنوان آماده سازی زاماک و آلومینیوم به منظور آبکاری تزئینی در شهر لایپزیک آلمان ایراد گردیده که به نظر خوانندگان گرامی می رسد. امید است که مورد توجه علاقه مندان قرار گیرد.
منظور از واژه آبکاری جداسازی الکتروشیمیایی فلزات از محلول آبی آنهاست منوط بر این که سطح قطعه برای پوشش دهی ایده آل همیشه دارای کیفیت یکسان باشد، ازجمله در نحوه تولید قطعه و انتخاب ماده اولیه و عملیات مکانیکی و همچنین بر روند پوشش دهی به طور مرتب باید دقت نظر داشت.
اصولا پوشش دهی در سطوح فشرده و متراکم بهتر انجام می پذیرد و ربطی به ساختار داخلی قطعه ندارد. باید توجه داشت که هنگام عملیات مکانیکی مثل سمباده کاری – پولیش کاری و پرداخت با ویبره سطح قطعه تخریب نشود.
چه در صورت ایجاد نقص در سطوح قطعه نهایتا پوشش بدی حاصل خواهد شد و مشکلاتی را نظر حفره های روباز و یا درز به همراه دارد که پس از آبکاری مشاهده خواهد شد.
بایستی قطعات را در شرایطی در انبار نگهداری کرد که سطح قطعه زنگ نزند زیرا که سطح زنگ زده مشکلاتی را در پوشش دهی به همراه خواهد داشت.

مراحل آبکاری:

تمیزکاری (چربی زدایی)
روش غوطه وری در محلول قلیایی ضعیف موجب حذف بقایای پرداختکاری و زایده های حین عملیات مکانیکی خواهد شد. باید توجه داشت که درجه قلیائیت بالا نباشد چرا که منجر به خوردگی شیمیایی سرب خشک می شود و در صورتی که مواد چربی زدایی حاوی ماده اکتیوکننده باشد نیازی به چربی گیری برقی نیست.
برای جداسازی مواد چسبنده سطح قطعاتی که از قبل پرداخت مکانیکی می شود، روش چربی زدایی آلتراسونیک نتیجه بهتری دارد منوط به اینکه از مواد مخصوص استفاده شود و رعایت شرایط لازم به عمل آید.
چربی گیری برقی
برای حذف باقی مانده فیلم اکسیدهای سطح قطعه در مرحله بعدی ازچربی زدایی برقی استفاده می شود. از ویژگی این نوع مواد چربی گیری فعال کردن (اکتیو) سطح قطعه است و با ترکیبات متفاوت که با روش کاتدیک و یا آندیک مورد استفاده قرار می گیرد.
اما امروزه بیشتر روش آندی به کار گرفته می شود آن هم به دلیل ترکیبات مواد چربی زدایی که اثر خوردگی فلز پایه را ندارد.


خنثی سازی
بقایای مواد قلیایی که در عملیات قبل در سطوح قطعه به جا مانده در محلول های خنثی سازی حذف و سطح قطعه را فعال می نماید، با استفاده از اسیدهای معینی مثل اسید سولفوریک و کلریدریک می باشد که به دلیل خوردگی شدید فلز حتی در زمان کوتاه کاربرد ندارد، از این رو از اسیدهای خشک نظیر ترکیبات اسید فلورئیدریکی که اثر اکتیو کنندگی هم دارد استفاده می شود.

مس سیانوری
قاعدتا مس به عنوان اولین پوشش از طریق الکترولیت سیانوری انجام می پذیرد – با ویژگی ای که عدم خوردگی سطح فلز پایه و یا پوشش دهی جابجایی را نداشته باشد، رسوب چسبنده ای را ایجاد می نماید که این لایه سطح قطعه (سرب خشک) را در مرحله بعدی در مقابل مواد خورنده محافظت می نماید، لذا در چنین شرایطی با درجه PH پایین و سیانور آزاد بالا نسبت به یون مس باید کار شود.
از طرفی روشهای مختلفی به عنوان جایگزین الکترولیت مس سیانوری در محدوده آزمایش عرضه گردیده ولی نتوانست مناسب باشند زیرا این روش ها مطمئنا قطعه را در مقابل واکنش شیمیایی (پوشش تبادلی) محافظت نمی کرد به همین دلیل این نوع ترکیبات با عدم چسبندگی لایه مس و ایجاد حباب در پوشش، کارایی لازم را عملا ندارند.


مراحل بعدی آبکاری
سطح قطعه آبکاری شده سیانوری آماده پذیرش پوشش های دیگر می باشد. در مورد قطعات غیرهندسی و پیچیده بخصوص در شرایطی که سطوح قطعه دارای حفره باشد یا لایه مس غیرمتراکم باشد احتمال حل شدن مقدار جزئی از فلز روی را باید انتظار داشت لذا برای جلوگیری از حل شدن فلز روی، چنانچه مس ضخیم تری داده شود نتیجه بهتری به دست می آید.
روند ادامه آبکاری بر سطوح قطعات پس از پوشش مس عبارتند از:
الف: مس اسیدی – نیکل براق – کروم
ب: نیکل نیمه براق – نیکل براق –کروم
در مورد قطعات آلومینیومی هم مثل زاماک باید از یک سو به مشخصات و ویژگی آلیاژ مختلف آلومینیوم و از طرفی که به روش های مختلف تولید قطعه از جمله: روش ریخته گری مداوم – آهنگری – پرسکاری مداوم – ریخته گری ماسه ای – ریخته گری قالبی – ریخته گری تحت فشار (دایکاست) توجه داشت.

پروسه متداول آبکاری آلومینیوم:

تمیزکاری غوطه وری
در ابتدا مواد زائد نظیر روغن، چربی، براده فلز و همچنین بقایای پولیش کاری و سایر ناخالصی ها را به روش چربی زدایی آلتراسونیک با در نظرگرفتن درجه PH زیر 10 که اثر خوردگی کمتری در سطح فلز دارد از سطوح قطعه حذف می کنند در مورد قطعات آلومینیوم استفاده از روش آتراسونیک مشابه چربی زدایی قطعات زاماک است.


حذف اکسیدهای سطح
لایه اکسیدهای طبیعی ایجاد شده، سطوح قطعات آلومینیومی را در محلول قلیایی قوی حذف می کنند. برای این منظور در کنار موادی نظیر سود سوزآور مواد افزودنی دیگری به آن اضافه می نمایند که مانع از تشکیل مجدد اکسید در سطح قطعه شود.


تمیزکاری ظریف
در مرحله قبل جهت حذف اکسیدهای سطح قطعه باید به ترکیب مختلف آلیاژ آلومینیوم که در حین فرآیند منجر به ایجاد نازک Smart (فیلم نازک سیاه رنگ دوده ای در سطح قطعه) در سطوح می گردد، توجه کرد که این لایه نازک بقایای ترکیبات مس – سیلسیم و منیزیم اند که باید قبل از آبکاری از سطوح قطعه کاملا حذف گردند. برای این منظور ابتدا آن را در محول اسیدنیتریک نیمه غلیظ غوطه ور می نمایند تا آلودگی های فوق از سطح قطعات زدوده شود.


اما در مورد قطعات آلومینیومی آلیاژی استفاده از اسید فلوئویدریک لازم است اما به دلیل وجود خطرات جانبی به جای استفاده از محلول مزبور می توان از مواد مشابه نظیر ترکیبات فلورایددار یا اسید سولفوریک استفاده نمود و برای آلومینیوم خالص هم از محلول بدون اسیدنیتریک استفاده می شود.


زینکات
در عمل زینکات کردن لایه اکسید حذف و منجر به تشکیل قشر نازک روی که سطح قطعه را از اکسیداسیون مجددا محافظت می نماید می گردد.
حال می توان روی این لایه ایجاد شده مستقیم آبکاری نمود، اما امروزه به جای ایجاد قشر روی خالص از ترکیبات کمپلکس فلز روی با سایر فلزات برای افزایش چسبندگی بالا استفاده می نمایند.
برای ایجاد چسبندگی بهینه در مورد آلیاژهای متفاوت آلومینیومی که مساله ساز ند می توان قشر روی را در دو مرحله انجام داد. در چنین حالتی پوشش حاصله ضخامت یکسانی خواهد داشت.
پس از عمل زینکات کردن روش های گوناگونی جهت ادامه آبکاری وجود دارد. قبلا این چنین معمول بود که ابتدا با مس سیانوری سطح قطعه آبکاری می شد و به منظور حذف سیانید از الکترولیت های مخصوص نیکل اولیه استفاده می شد که حتی با PH پایین اثرخوردگی ضعیفی نیز بر سطح قطعه ایجاد می کرد و این امکان هم وجود داشت که قطعه مستقیما به الکترولیت نیکل براق جهت آبکاری هدایت شود.
و برای جلوگیری از حل شدن بخشی از پوشش روی( Zn )بخصوص در جریان برق بالا که مشکلاتی را به همراه دارد می توان از شدت جریان پایین استفاده نمود. در مواقع نادر از محلول های مخصوص قلیایی و بدون جریان برق (نیکل شیمیایی) بعنوان پوشش اولیه در ادامه آبکاری استفاده می شود.