ریخته گری (درس پوشش فلزات)

یكی از فرایند های پوششهای تبدیلی فرایند كروماته كردن است كه در دو دهه اخیر پیشرفت و گسترش قابل توجهی پیدا كرده است .

كروماته كردن

اصطلاح ((كرماته كردن)) به عملیات شیمیایی و الكترو شیمایی فلزات و پوششهای فلزی محلولهایی گفته می شود كه در آنها اسید كرمیك ، كرمات یا دی كرمات باشد . نتیجه چنین عملیاتی ایجاد پوشش محافظ تبدیلی شامل تركیبات كرم سه ظرفیتی و شش ظرفیتی بر روی سطح فلز است .

خواص جلوگیری از خوردگی فلزات توسط كروماتها به خوبی شناخته شده است . با اضافه كردن مقادیر كمی از این ماده به سیستمهای دارای آب در گردش سطح فلزات را پوشش می دهد و در نتیجه از خوردگی آنها جلوگیری می كند .

پوششهای كرماته در محصولات صنایع ماشین سازی ، الكتریكی ، الكترونیكی ، ارتباطات راه دور و صنایع موتوری خودكار به كار می رود . آنها نیز با جایگزین كردن برخی فلزات معین معین به جای فلزاتی كه طول عمر كمتری دارند نقش مهم كاربردی دارند . به عنوان مثال ، می توان از روی كرماته شده كه جایگزین فلزات با پوشش كادمیم شده اند نام برد .

مهمترین اهداف استفاده از فلزات كرماته شد عبارتند از :

الف ) افزایش مقاومت به خوردگی فلز یا پوششهای محافظ فلزی ، در حالت اخیر احتمالاً به طولانی شدن زمان ظهور اولین آثار خوردگی بر روی فلز پایه و فلز پوشش منجر خواهد شد .

ب ) كاهش خسارات سطحی ناشی از آثار انگشت (خراشهای سطحی)

ج) افزایش میزان چسبندگی رنگ و سایر پوششهای آلی .

د) رنگ پذیری و یا پذیرش بهتر سایر پوششهای تزئینی .

روشهای عملی كرماته كردن بر اساس نوع عملیات به دو دسته زیر تقسیم می شوند :

الف ) روشهای شیمیایی كه فقط شامل فرو بردن قطعات در محلولهای كرماته است .

ب ) روشهای الكتروشیمیایی كه شامل فرو بردن قطعات در محلول و اعمال جریان الكتریكی از یك منبع خارجی است .

ج) فرایندی كه یك لایه كرماته فشرده برروی سطح تمیز فلزی ایجاد می كند به نحوی كه در نهایت به شكل پوشش واقعی در می آید .

د) فرایندی كه با استفاده از انواع دیگر پوششها از فلز محافظ می كند . به عنوان مثال پوششهای اكسیدی یا فسفاتی كه نوع فسفات آن در فصلهای مربوط به اكسیداسیون و فسفاته كردن بحث شده است .

فرایند كرماته كردن را می توان بهصورت دستی ، نیمه خودكار یا تمام خودكار انجام داد .

توسعه این فرایند به دلیل سهولت عمل و زمان كم آن قابلیت دسترسی همگانی و اقتصادی بودن مواد شیمیایی و بالخره خواص منحصر به فردی است كه این نوع پوشش برخوردار است .

 بر اساس نظریات و ستچستر مقاومت به خوردگی پوششهای كرماته بهتر از نوع فسفاته آن است . موك نیز كه تحقیقاتی در زمینه خواص حفاظتی پوششهای كرماته و مقایسه آن با نوع فسفاته انجام داده ، به نتایج مشابهی رسیده است .

در اولین مرحله ، مقاومت به خوردگی و سایر خواص پوششهای كرمی بستگی تام به فلز پایه (فلزی كه پوشش روی آن انجام می گیرد دارد . چگونگی سطح فلز  روشهای آماده سازی مختلف كرماته كردن و احتمالاً عملیات اضافی در زمینه پوشش كرم دادن (مثلاُ كاربرد پوشش روغن یا رنگ) دارد.  در حالی كه از روشهای الكترو شیمیایی برای ایجاد پوشش كرماته استفاده می شود ، چگالی جریان نقش مهمی ایفا می كند).

فرایند كروماته كردن فلزات خاص

اولین بار فرایند كرماته نمودن در سال 1924 و برای فلز منیزیم به كار رفت . پوشش كرماته كه در آن زمان به دست آمد مشخصاً یك پوسته بسیار باریك بود و به علت كاربرد روشهای خاص رنگ پوسته قهوه ای یا زیتونی بود و عالباً از محلولهای اسیدی سدیم دی كرمات یا بدون افزایش نمكهای فلزی معین برای منظورهای خاصی استفاده می شد .

بین سالهای 1924تا 1936 چندین روش برای كرماته كردن منیزیم ، روی ، كادمیم ، مس و آلیاژهای آن عرضه شد . از بین این روشها روشی كه در آن از یك محلول خاص برای دستیابی به پوشش روشن بر روی كادمیم استفاده می شد كاربردی بیشتری داشت .

بدون شك فرایندی كه در ان حمام دی كرمات و اسید سولفوریك به كار  می رود ، ارزشمند ترین فرایند است . این فرایند كه در سال 1936 ابداع شد ، به فرایند كرونك شهرت یافت . پوشش كرماته ای كه از روش بر روی ZN و Cd به دست آمد ، رنگی شبیه زرد یا قهوه ای تیره داشت .

پیشرفتهای بعدی در این زمینه به كاربرد محلولهایی منجر شد كه شامل اسید كرمیك و سولفاتها بودند كه جهت به دست آمدن سطح و ظاهر روشن سپس در محلولهای اسیدی یا الكلی دقیق شسته می شدند .

در دوران جنگ جهانی دوم روشی ابداع شد كه پوشش كرماته به رنگ سبز زیتونی برروی روی و كادمیم به دست آمد . این پوشش در مقایسه با نمونه مات متمایل به قهوه ای كه سابقاً تهیه شده بود در مقابلخوردگی مقاومت ببیشتری از خود نشان می داد . علاوه بر ایجاد پوشش سبز زیتونی تهیه پوششهایی به رنگ سیاه و رنگهای دیگر از طریق رنگ كردن پوشش زیتونی نیز امكانپذیر شد .

هنوز بسیاری از فرایند های قدیمی كرماته كردن روی وكادمیم كه نیاز به استفاده از محلولهای اسید سولفوریك و دی كرمات با اصطلاحات مختصری دارد ، قابل استفاده اند .

محلولهایی با بنیان كرمات كردن روی و كادمیم كه نیاز به استفاده از محلولهای اسید سولفوریك و دی كرمات با اصلاحات مختصری دارد قابل استفاده اند .