آبکاری آلومینیوم

تعریف آبکاری

پوشاندن یک جسم بایک لایه نازک از یک فلز با کمک یک سلول الکترولیتی آبکاری نامیده می‌شود. جسمی که روکش فلزی روی آن ایجاد می‌شود باید رسانای جریان برق باشد. الکترولیت مورد استفاده برای آبکاری باید دارای یونهای آنفلزیباشد که قرار است لایه نازکی از آن روی جسم قرار بگیرند.

 نگاه کلی

“پروسه آبکاری آلمینیوم”

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 ۱۰ 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.

مخاطرات و راه‌های پیشگیری

خط‌های پیوسته آبکاری مدرن کم‌ترین مشکلات را برای سلامتی به وجود می‌آورند. هیچ‌گونه مسمومیت واقعی از سر و کار داشتن با ترکیب‌های روی اتفاق نمی‌افتد. تب ناشی از بخارهای فلز که از استنشاق دود اکسید روی ناشی می‌شود ممکن است اتفاق بیافتد. ولیکن خزینه روی مذاب در درجه حرارت پایین‌تری نسبت به روی مذاب در کارخانجات ذوب فلز برنج نگهداری می‌شود (۴۸۰-۴۵۰ درجه سانتی‌گراد) و سطح خزینه هم غالباً با مواد گوناگون که خروج و تصاعد دودها را به حداقل می‌رساند پوشانده می‌شود. بدین ترتیب درجه حرارت کم خزینه، پوشیده شدن سطح آن از تصاعد و بالا رفتن دودها و بخارات سرب به صورت قابل ملاحظه‌ای جلوگیری شده، ناخالصی‌هایی مثل سرب، آنتی‌موان (توتیای معدنی) و کادمیوم می‌تواند در فلز روی که برای گالوانیزه کردن به کار می‌رود وجود داشته باشد. اما در هر حال مقدار هیچ یک از آن‌ها از ۰٫۷۵ درصد فراتر نمی‌رود.

منبع عمده آلودگی هوا در عمل گالوانیزه کردن استفاده از روان‌سازها می‌باشد. در آبکاری ناپیوسته منقطع و عملیات پاک‌کنندگی و استفاده از اسیدهای محلول داغ نیز این چنین است.

روان‌سازهای کلرید آمونیوم روی و کلرید آمونیوم ( نشادر ) در حرارت تجزیه می‌شوند و تشکیل کلرید هیدروژن و گاز آمونیاک می‌دهندکه هر دو آن‌ها به سهولت به وسیله دستگاه تنفسی فوقانی در درجه غلظت پایین‌تر از غلظتی که خطرآفرین تلقی می‌شوند قابل تشخیص هستند.

اسیدهای استفاده شده برای تمیز کردن حتی با غلظت‌های کم باعث تحریک‌های مشابهی در دستگاه تنفسی می‌شوند.

روان‌سازهای به اصطلاح بدون دود چند سالی است که مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگر چه در هر حال دستگاه تهویه باید برای خطوط گالوانیزه، گالوانیزاسیون مورد استفاده قرار گیرد. کنترل بخارها و دودها توسط لوله‌های دودکش سقفی ممکن است برای این امر کافی باشد چون جریان حرارتی مواد آلوده‌کننده را به طرف سقف هدایت خواهد کرد.

دودکش‌های تعبیه شده در سوراخ‌های تهویه در طول هر دو طرف تانک بک اقدام و پیشگیری ضروری و فوق‌العاده موثری برای شستشو و تمیز کردن تانک‌ها و خمره‌هاست.

نصب کلاهک‌های دودکش بر روی دیگ‌ها و ظروفی که در جریان عملیات دفع کف و تفاله‌ها این مواد در آن‌ها جمع می‌شوند ضرورت دارند.

نوع اخیر تهویه مخصوصاً برای تفاله‌هایی که دارای سرب می‌باشد، ضرورت تام دارد. دست زدن به تفاله‌ها یا کف نیز باید به دقت انجام شود این مواد باید با مراقبت زیاد در داخل کانتینرها جای گیرند تا از خروج انتشار گردوغبار غلیظی که ممکن است در صورت ریختن آن‌ها از زهوار بالا به داخل ناشی شود جلوگیری به عمل آید.

نرده‌های ایمنی باید هم برای خط گالوانیزاسیون و هم برای خط شستشو مخصوصاً در جایی که کارگران در طول راه‌روهای بالای تانک رفت‌وآمد می‌کنند تهیه شود.

کارگرانی که با سرب مذاب و یا لعاب سرب سروکار دارند باید متناوباً تحت نظر مراقبت‌های پزشکی قرار گرفته و متناوباً از نظر خون و ادرار آزمایش شوند.

در طول جریان عملیات لباس‌های ایمنی مناسب باید برای کارگران تهیه شود از جمل پیش‌بندهای حفاظتی برای پاها و ساق‌ها. حفاظت دست‌ها و چشم و صورت مثل نقاب صورت جهت احتراز از خطر سوختگی و یا پاشیده شدن فلز مذاب و اسید. امکانات بهداشتی مناسب و خوب مثل وجود حمام‌هایی که در محل کار باید تهیه شوند.

نتیجه گیری

• پروسه آنودایزینگ فولاد گالوانیک بواسطه تشکیل پوسته اکسیدی پایدار در سطح نقش مهمی در مقاومت به خوردگی و سایش دارد.
• با انتخاب نوع محلول مورد استفاده در آنودایزینگ فولاد گالوانیک می توان آن را به صورت رنگی تشکیل داد.
• با ایجاد پوسته اکسیدی _۳ O2Cr در طی پروسه آنودایزینگ روی خالص، رنگ سبز حاصل می شود.
• تحت شرایط مشابه پوسته اکسیدی را می توان در سطح فولاد گالوانیک نیز تشکیل داد.
• با استفاده از پیل های سه الکترودی پتانسیل پیل ثابت مانده و از انجام واکنش های ناخواسته جلوگیری می شود.
• در صورتی که از ساختار های ریز دانه فولاد گالوانیک استفاده شود کنتراست رنگی بین دانه ها باعث یکنواختی رنگ ظاهر نمونه می شود.