پایان نامه فسفاتکاری و آماده سازی سطوح فلزی رشته شیمی

اختصاصی از فی موو پایان نامه فسفاتکاری و آماده سازی سطوح فلزی رشته شیمی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تعداد صفحات پایان نامه: 230 صفحه

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی با فرمت ورد word

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد ساوه

 دانشکده فنی مهندسی

پایان نامه جهت اخذ مدرک کارشناسی

 موضوع :

فسفاتکاری و آماده سازی سطوح فلزی

 استاد :

جناب آقای دکتر محمد اسماعیلیان

 گردآورنده :

علی اصغر عاشوری

چکیده …………………………….. 1

مقدمه : آماده سازی فلز …………….. 15

فصل اول : سابقه تاریخی

فسفاتکاری قبل از جنگ جهانی …………. 15

فسفاتکاری درطی جنگ جهانی …………… 19

توسعه در زمان جنگ …………………. 25

توسعه بعد از جنگ ………………….. 27

فصل دوم : اندیشه‌های نظری

مکانیسم‌های واکنش…………………… 30

زینک اورتوفسفاتها………………….. 32

فسفات منگنز ………………………. 32

فسفات آهن ………………………… 33

تشکیل پوشش ……………………….. 33

شتابدهنده‌ها ………………………. 43

شتابدهنده‌های نیکل و مس …………….. 46

شتابدهنده‌های اکسید کننده …………… 47

شتابدهندگی نیترات …………………. 48

شتاب با ترکیبات نیتر و آلی …………. 52

کنترل آهن فرو …………………….. 55

شتاب دهنده کلرات ………………….. 56

پوشش فسفات فلزات قلیایی ……………. 64

مشخصات پوششهای فسفات و دیگر پوششهای تبدیلی    70

پوششهای زینک فسفات ………………… 72

پوششهای فسفات منگنز ……………….. 79

تکامل پوشش ……………………….. 79

ایست گازدهی ………………………. 80

منحنی‌های زمان – و زن پوشش ………….. 80

اندازه گیری پتانسیل ……………….. 80

آزمون میکروسکپی …………………… 82

وزن و ضخامت پوشش ………………….. 83

خلل و فرج پوشش ……………………. 88

تردی هیدروژنی …………………….. 93

فصل سوم : مهیا کردن سطح

مقدمه ……………………………. 95

تمیز کننده‌های قلیایی ………………. 97

گرایشها جهت تکامل تمیز کننده قلیائی …. 98

عوامل ظریف سازی ………………….. 100

زنگبری قلیائی ……………………. 100

تمیز کننده‌های حلالی ……………….. 101

چربیگیری با بخار …………………. 102

تمیزکاری با حلالهای قابل امولسیون …… 103

تمیزکاری با حلالهای امولسیون شده ……. 104

تمیز کننده‌های حلالی دیگر …………… 104

تمیز کننده‌های اسیدی ………………. 105

روشهای تمیزکاری مکانیکی و ویژه …….. 106

تمیز کاری سایشی ………………….. 106

تمیز کننده‌های بخاری و فشار بالا …….. 107

تمیز کاری الکترولیتی ……………… 107

تمیزکاری مافوق صوتی ………………. 108

تمیزکاری خطی و غیر خطی ……………. 109

ارزیابی تمیز کننده ……………….. 110

فصل چهارم : پوششهای پایه رنگ

مقدمه …………………………… 111

فرآیندهای فسفات آهنی سبک وزن ……… 114

فرآیندهای با تمیز کننده جداگانه ……. 114

تمیز کننده / پوشش دهنده‌ها (چربیگری و فسفاته توام) 115

فرایندهای زینگ فسفات به عنوان واسطه پیوندی رنگ با زمینه    118

فرآیند پاششی …………………….. 120

آماده سازی برای رنگ الکترولیتی …….. 124

سیستمهای آندی ……………………. 125

سیستمهای کاتدی …………………… 132

زمینه‌های روی، آلومینیوم و آمیزة عناصر . 145

آماده سازی برای پوشش پودر …………. 148

آماده سازی فولاد ………………….. 150

آماده سازی سطوح روی و فولاد گالوانیزه .. 153

آماده سازی آلومینیوم ……………… 157

محصول آمیزه‌ای ……………………. 157

فصل پنجم : پوشش دادن ضخیم با فسفات – فسفاتکاری ضخیم

مقدمه …………………………… 159..

فرآیندهای فسفات فرو ………………. 160

فرآیندهای فسفات منگنز …………….. 161

فرآیندهای زینک فسفات ……………… 162

عمل پوشش کاری جهت جلوگیری از زنگ زدن .. 163

مواد پوششی ضد زنگ ………………… 165

پارافین‌ها ……………………….. 166

مواد محافظ آلی …………………… 166

پوششهای فسفات سیاه ……………….. 167

فرآیند با دوام کردن ………………. 168

روانکاری سطح یاتاقان………………. 168

فرآیند در عمل ……………………. 170

تمیزکاری و شستشو …………………. 171

آماده سازی ………………………. 172

فسفات کردن با فسفات منگنز …………. 172

خشک کردن و روانکاری ………………. 173

قطعات عمل شده ……………………. 174

فصل ششم :عمل آوردن قبل و بعد از فسفاتکاری

مهیا کردن قبل از فسفاتکاری ………… 178

عملیات بعد از فسفاتدار کردن ……….. 183

مواد عمل آورندة عاری از کروم ………. 191

مواد عمل آورندة دیگر ……………… 192

فصل هفتم : فرآیند آماده سازی سطح خودرو 194

فصل هشتم : آزمایشات ………………. 200

تعاریف و مفاهیم ………………….. 203

نتیجه گیری ………………………. 213

منابع و مآخذ …………………….. 218

چکیده

آماده سازی سطوح فلزی

مجموعه فرایندی که جهت آماده سازی سطح فلزات پیش از اعمال رنگ صورت می گیرد را Pre-treatment گویند که شامل مرحله پیش چربیگیری، مرحله چربیگیری و مرحله فسفاتاسیون سطح می باشد.

 پیش چربیگیری:

سطح فلز از لحظه تولید در شرکتهای سازنده ورق ، با نوعی روغن محافظ پوشش داده می شود تا بعنوان حایل، سطح را از مجاورت مستقیم هوا دور نگه دارد و باین ترتیب از اکسید شدن سطح پیشگیری شود.

علاوه بر روغن محافظ، در ایستگاه پرس جهت شکل دهی به ورق فلزی از نوعی روغن بنام روغن کشش (بمنظور پیشگیری از پارگی ورق) استفاده می شود. روغن های محافظ، کشش و آلودگی های دیگر مانند گرد و غبار و … در سالن رنگ بعنوان اجزاء آلوده و مزاحم باید از سطح فلز حذف شوند که این فرایند بعنوان چربیگیری شناخته شده است.

پیش چربیگیری شامل حذف آلودگیهای روغنی عمده و متراکم سطوح بیرونی بکمک محلول چربیگیری و بروش دستی ( hand wiping) و زدودن گردو غبار و براده های فلزی از سطح ( بکمک واترجت ) می باشد البته اعمال واترجت مزیت دیگری نیز دارد و آن افزایش دمای سطح فلز می باشد.

چربیگیری:

چربیگیری شامل حذف آلودگیهای روغنی از تمام سطح (بیرونی و داخلی) فلز می باشد که ضمن آن معمولآ بواسطه برخی مواد فعالساز موجود در چربیگیری سطح فعال و آماده فسفاته شدن می شود.

مواد چربیگیری معمولآ ماهیت قلیایی دارد که چربی سطح را طی یک واکنش شیمیایی ( واکنش خنثی سازی صابونی شدن ) از سطح می زداید.

مواد چربیگیری شامل ترکیبات قلیایی (Alkaline Components) و فعال کننده های سطح (Surfactants) می باشد.

ترکیبات قلیایی از نظر ماهیت شیمیایی، بخش معدنی (inorganic ) ماده چربیگیری را تشکیل می دهند که شامل کربناتها، سود (NaoH)، فسفاتهای قلیایی و سیلیکاتها می باشند. نقش این ترکیبات فراهم کردن محیط قلیایی و نیز انجام واکنش شیمیایی جهت حذف آلودگیهای روغنی می باشد (واکنشهای صابونی شدن). سیلیکات ها جهت تسهیل در جدا سازی روغن از سطح بکار می روند. در حقیقت سیلیکات ها همانند ذرات ریز ماسه، آلودگیهای روغنی را بدور خود گرفته از سطح فلز جدا می کنند. نقش کربنات ها و دیگر آنیون های دو ظرفیتی، کاهش درجه سختی آب می باشد. بعبارت دیگر این آنیو نها با یونهای کلسیم و منیزیوم که در آب سخت مقدار زیاد وجود دارند وارد واکنش شده و با خارج کردن این کاتیونها از حالت یونی و کاهش سختی آب ، شرایط را برای عمل یونهای تک بار مانند یون هیدروکسید فراهم می کنند.

سورفکتانت ها جزء ترکیبات آلی می باشند که نقش اصلی این مواد مرطوب نمودن آلودگی های روغنی ( کمک به نفوذ آب به ساختار چربی ها) و کمک به امولسیون شدن ذرات چربی ( پخش نمودن روغنها در محلول چربیگیری بصورت ذرات پراکنده و ریز ) می باشد ( wetting agent ). سورفکتانت ها با دارا بودن دو سر آلی و آبی از یک سر در روغن ها نفوذ می کنند و با سر دیگر در آب حل می شوند و باین ترتیب ذرات روغنی را بدرون محلول آبی می کشانند.

پس از حذف آلودگیهای روغنی از سطح بدنه بمنظور فراهم نمودن بستر مناسب در سطح فلز جهت تشکیل پوشش فسفاته، فرآیند فعالسازی انجام می شود که طی آن بکمک مواد فعالساز (Activation) هسته های مرکزی جهت تشکیل کریستالهای فسفات در سطح فلز ایجاد می شود و با این عمل زمینه مناسب جهت تشکیل پوشش یکنواخت و کریستالهای ریز و همسان فراهم می شود. با فرایند فعالسازی در حقیقت امکان تشکیل کریستال فسفات در سطح انرژی کمتر فراهم می شود:

اختلاف سطح انرژی پس از فعال شدن سطح انرژی لازم برای تشکیل کریستال در سطح فلز (بدون فعالسازی)

H₂ ــــــ

H₂ ــــــ H Δ H Δ

H₁ ــــــ H₁ ــــــ انرژی پایه

فعال سازی سطح تنها برای مواردی لازم است که کریستال فسفات تشکیل می شود ( مانند فسفات روی و فسفات منگنز ). در مواردی که فسفاتاسیون با تشکیل کریستال همراه نباشد ( مانند فسفات آهن) نیازی به فعالسازی سطح نیست.

از مواردی که در کنترل فرایند فعالسازی ضروریست تازه نگه داشتن محلول فعالساز می باشد. سیرکولاسیون ضعیف، تهیه محلول اولیه فعالساز در مخزن پیش مخلوط کن و نیز فاصله زمانی زیاد بین شارژ مواد فعالساز موجب تضعیف ( کهنه شدن) فعالساز می شود. روش مناسب شارژ فعالساز بصورت پیوسته ( Dosing ) می باشد. ضمن اینکه تهیه محلول اولیه در پیش مخلوط کن (per mix ) نیز باید تا حد امکان در غلظت پایین صورت پذیرد. با توجه به پتانسیل بالای ذرات فعالساز جهت پیوستن به یکدیگر سیرکولاسیون پیوسته برای این مخزن ضروریست ( حتی در شرایط اضطراری نیز بیش از 3-4 ساعت نباید سیرکوله مخزن متوقف شود).

   فسفاتاسیون:

فرآیند فسفاتاسیون :

بعد از رفع آلودگی های سطح بدنه فرآیند فسفاتاسیون با هدف کلی ایجاد سطحی متخلخل جهت بهبود چسبندگی فیلم رنگ انجام می شود. سطح فلز پس از چربیگیری کاملآ صیقلی است و چنانچه در این شرایط رنگ الکتروفورز اعمال شود چسبندگی مناسبی به سطح فلز نخواهد داشت، ضمن اینکه بدلیل پیوستگی و یکپارچگی رویه داخلی فیلم رنگ (سطحی که در تماس با فلز هست) نفوذ رطوبت و گسترش زنگ زدگی (مثلآ در نتیجه ایجاد خراش) بسادگی موجب جدا شدن سطح وسیعی از فیلم رنگ از سطح فلز می شود. جهت بهبود چسبندگی رنگ الکتروفورز ایجاد پستی و بلندی میکروسکوپی در سطح فلز بسیار مناسب است که این پستی و بلندی با فسفاتاسیون در سطح ایجاد می شود. البته با اعمال پوشش فسفاته اهداف دیگری نیز تامین می شود: افزایش قابلیت جذب روغن جهت افزایش مقاومت فلز در برابر خوردگی و نیز در مقابل ضربه ناشی از پرس ( بکمک فسفات منگنز ); افزایش انعطاف پذیری در برابر کشش ( در مفتولهای سیمی ); بعنوان روانکار در چرخ دنده های صنعتی و …

در فرآیند آماده سازی سطح فلز پیش از اعمال رنگ ، لایه فسفاته بعنوان یک پوشش معدنی( معمولا فسفات تری کاتیونی روی ) جهت بهبود چسبندگی و افزایش مقاومت خوردگی فیلم رنگ بکار برده می شود. محلول فسفات با سطح فلز جهت تشکیل کریستال ها واکنش می دهد. شیمی این مرحله بر اساس واکنش ته نشینی( Precipitation ) فسفات فلزی بر روی سطح فلزمی باشد. ترکیب سطح و محلول و همچنین روش اعمال می تواند ترکیب پوشش فسفات نهایی را تعیین می نماید. بعبارتی مکانیسم اعمال محلول فسفاته بر سطح فلز در کیفیت پوشش نهایی تاثیر مستقیم دارد. شیمی فرآیند فسفاتاسیون کاملآ آبی ( غیرآلی ) می باشد. اعمال محلول فسفات بر سطح فلز می تواند به دو روش پاششی ( اسپری ) و غوطه وری ( Dip) انجام شود. محصول فرآیند فسفاتاسیون در این دو روش از نظر ماهیت کریستال تشکیل شده متفاوت می باشد.

 متن کامل را می توانید دانلود نمائید چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است