סקירת חמצון פלדה

שיטת חמצון הפלדה היא פעולה המכוונת להיווצרות סרט תחמוצת על משטח מתכת. משימת החמצון היא ליצור ציפויים שיישאו תפקיד דקורטיבי ומגן. בנוסף נוצרים ציפויים דיאלקטריים על מבני פלדה באמצעות חמצון.

תוכן:

• תכונות של חמצון
• דרך כימית
• חמצון אנודי
• תכונות של תהליכים פלזמיים ותרמיים
• חמצון עצמי
• הגנה על טיטניום וסגסוגותיו
• הגנת משטח כסופה
• הגנת משטח פליז

תכונות של חמצון

ישנן כמה דרכים להתחמצן:

• כימי;
• פלזמה
• תרמי;
• אלקטרוכימי.

דרך כימית

פירושו של חמצון כימי פירושו טיפול במשטח עם תמיסות מיוחדות, חנקות, כרומטים וכן חומרים מחמצנים אחרים. כתוצאה מכך ניתן להגדיל את עמידות הקורוזיה של המתכת. אירועים כאלה מתבצעים באמצעות ניסוחים חומציים או אלקליין.

חמצון אלקלי מתבצע בטמפרטורות של 30-180 מעלות. המרכיב העיקרי בקומפוזיציות הוא אלקלי, ונוספים מעט מאוד חמצונים. לאחר ההליך, החלקים נשטפים ומייבשים. לפעמים לאחר חמצון, מתבצעת שמנים.

חמצון חומצות מתבצע באמצעות מספר חומצות (זרחן, הידרוכלורי, חנקן) וכמויות קטנות של מנגן. משטר הטמפרטורה של התהליך הוא 30-100 מעלות.

חמצון כימי של זנים אלה מאפשר להשיג סרט באיכות טובה. אם כי יש לציין כי השיטה האלקטרוכימית מאפשרת להשיג מוצרים באיכות גבוהה יותר.

חמצון קר (השחרה) הוא גם טכניקה כימית. זה מתבצע על ידי טבילת החלק בתמיסה עם שטיפה נוספת, ייבוש ושמן. כתוצאה מכך נוצר מבנה גבישי על פני השטח בנוכחות פוספטים ויונים. מאפיין של הטכנולוגיה הוא טמפרטורת ההפעלה הנמוכה יחסית (15-25 מעלות צלזיוס).

יתרונות ההשחרה בהשוואה לחמצון חם:

• פרטים משנים רק מעט את גודלם;
• צריכת אנרגיה נמוכה יותר;
• רמת אבטחה גבוהה;
• אין אדים;
• למוצרים צבע אחיד יותר;
• הטכניקה מאפשרת לחמצן אפילו של ברזל יצוק.

חמצון אנודי

חמצון אלקטרוכימי (טכניקת אנודה) מתבצע במדיום אלקטרוליט נוזלי או מוצק. גישה זו מאפשרת להשיג סרטים בעלי חוזק גבוה מהסוגים הבאים:

• ציפויים בשכבה דקה (עובי - 0.1-0.4 מיקרון);
• מבודדים חשמליים עמידים בפני שחיקה (עובי - 2-3 מיקרון);
• ציפוי מגן (עובי 0.3-15 מיקרון);
• שכבות אמייל מיוחדות (ציפויי אמייל).

אילגון של פני השטח של החלק המחומצן מתבצע על רקע פוטנציאל חיובי. עיבוד כזה צריך להתבצע על מנת להגן על חלקים מעגלי מיקרו, כמו גם ליצור שכבה דיאלקטרית על מוליכים למחצה, פלדה וסגסוגות מתכת.

שימו לב! במידת הצורך ניתן לבצע אילגון באופן עצמאי, עם זאת, יש להקפיד על תקנות הבטיחות בקפדנות, מכיוון שמשתמשים באלמנטים אגרסיביים בעבודה.

מקרה מיוחד של חמצון אלקטרוכימי הוא חמצון מיקרו-גידולי.הטכניקה מאפשרת להשיג תכונות דקורטיביות ייחודיות. מתכת משיגה התנגדות נוספת לחום ועמידות בפני תהליכי קורוזיה.

שיטת המיקרו מאופיינת בשימוש בזרם פועם או לסירוגין במדיום אלקטרוליטי מעט אלקליין. כך ניתן להשיג עובי ציפוי באזור 200-250 מיקרון. המוצר המוגמר לאחר העיבוד הופך להיות דומה במראהו לקרמיקה.

חימצון מיקרו -אַרק יכול גם להתבצע באופן עצמאי, אולם יש צורך בציוד מתאים. מאפיין של התהליך הוא בטיחותו לבריאות האדם. עובדה זו היא שהופכת את הטכניקה ליותר ויותר פופולרית בקרב בעלי בית.

תכונות של תהליכים פלזמיים ותרמיים

פירושו של חמצון תרמי הוא יצירת סרט תחמוצת באדי מים או באטמוספרה אחרת המכילה חומצה. בתהליך זה מתאפיין בטמפרטורה גבוהה.

לא ניתן לבצע באופן עצמאי פעולה כזו, מכיוון שנדרש תנור יקר מיוחד במקום בו המתכת מחוממת ל -350 מעלות. עם זאת, במקרה זה מדובר על פלדות מסגסוגת נמוכה. במקרה של פלדות סגסוגות בינוניות וסגסוגות גבוהות, הטמפרטורה צריכה להיות גבוהה אפילו יותר - באזור 700 מעלות. משך החמצון הכולל בשיטות תרמיות הוא כשעה.

כמו כן, לא ניתן יהיה לשחזר את תהליך הפלזמה בבית. חמצון כזה מתבצע בפלזמה המכילה חמצן בטמפרטורה נמוכה. מדיום הפלזמה עצמו מתעורר בגלל פריקות מיקרוגל ו- RF. לפעמים מופעל זרם ישר. מאפיין של הטכנולוגיה הוא האיכות הגבוהה של המוצרים המתקבלים. לכן, חמצון פלזמה משמש ליצירת ציפויים באיכות גבוהה על מוצרים קריטיים הכוללים:

• משטחי סיליקון;
• מוליכים למחצה;
• Photocathodes.

חמצון עצמי

השיטה המתוארת כאן ליצירת ציפוי מגן על מוצרי פלדה זמינה לכולם. ראשית, החלק מנוקה ומלוטש. בשלב הבא, יש להסיר תחמוצות מהשטח (עריפת ראש). ערפו את החלק לדקה בעזרת תמיסה של חומצה גופרתית 5%. לאחר הטבילה יש לשטוף את החלק במים חמים ולהתאים לו פסיביות (רתיחה של 5 דקות בתמיסה של ליטר מים רגילים עם 50 גרם סבון כביסה מדולל בתוכו). לפיכך, המשטח מוכן להליך החמצון.

רצף הפעולות הנוספות:

1. אנו לוקחים מיכל עם ציפוי אמייל. זה לא צריך לשרוט, זה לא צריך להיות סדוק.
2. שופכים מיכל ליטר מים ומוסיפים אליו 50 גרם סודה קאוסטית.
3. אנחנו מדליקים את המיכל ומחממים את הפתרון לכ -150 מעלות.

לאחר 1.5 שעות ניתן להסיר את החלק - החמצון הושלם.

הגנה על טיטניום וסגסוגותיו

כידוע, טיטניום בולט בזכות עמידותו בפני שחיקה נמוכה. חמצון הטיטניום והסגסוגות על בסיסו מגביר את תכונותיהם נגד ההגנה, משפר את ההתנגדות של מתכת לקורוזיה.

כתוצאה ממריחת שכבת מגן נוצרים סרטי תחמוצת עבות על המתכת (בטווח של 20-40 מיקרומטר), בעלי תכונות ספיגה משופרות.
מבנים של סגסוגות טיטניום מטופלים בטמפרטורה של 15-25 מעלות בתמיסה הכוללת 50 גרם חומצה גופרתית. הצפיפות הנוכחית היא 1-1.5 אמפר לדצטר מרובע. משך ההליך הוא 50-60 דקות. אם הצפיפות הנוכחית עולה על 2 אמפר לדצטר מרובע, משך התהליך מצטמצם ל 30-40 דקות.

במהלך היישום של שכבת המגן נשמרת צפיפות הזרם המומלצת במשך 3-6 הדקות הראשונות, והמתח כרגע עולה ל 90-110 V. עם הגעת מחוון זה צפיפות הזרם יורדת ל 0.2 אמפר לדצימטר מרובע. החמצון נמשך ללא רגולציה שוטפת. במהלך התהליך, האלקטרוליט מעורבב. משתמשים בקתודות עופרת או מפלדה.

הגנת משטח כסופה

חמצון כסף הוא שיטה לעיבוד מוצרי כסף, שבמהלכה מטפלים במשטח כימית עם גופרית כסופה. עובי השכבה כ- 1 מיקרומטר. ההליך מתבצע בתמיסות של תרכובות גופרית. הפיתרון השכיח ביותר הוא הכבד הגופרית.

כתוצאה מעיבוד, כסף מקבל מראה מיושן. צבעו הוא מאפור בהיר לשחור או חום. במקרה זה, עובי השכבה המיושמת משפיע על עוצמת הצבע. ניתן לכוונן את הצבע בזמן הברקת המתכת - הבליטה הופכת בהירה, והשקעים נשארים כהים יותר. הניגודיות מאפשרת לך להדגיש את ההקלה של המוצר. כסף מחומצן מתבלבל לעיתים עם מושחר, אם כי טכניקת הטיפול במשטח שונה במקרים אלה.

הגנת משטח פליז

חמצון של מוצרי פליז וברונזה מעיד כי הפרמטרים של סרטי התחמוצת וצבע המשטחים תלויים במידה רבה במרכיבי הסגסוגות הללו. לדוגמא, עם כמויות שוות של אבץ ופח במתכת הברונזה, קשה ליצור את סרט התחמוצת, אך כאשר מוסיפים עופרת, איכותו של סרט התחמוצת עולה בצורה חדה. כאשר מטפלים בפליז עם אמוניום גופרתי, לסגסוגות עם רמה גבוהה של אבץ קשה יותר לחמצון מאשר פליז המכיל לא יותר מ -10% אבץ.

הניסוח המשומש על בסיס הכבד הגופרית שנקרא זמן רב משתנה כעת: כעת, לאחר פירוק הגבישים, מתווסף אליו אמוניום גופרתי. על סמך כמות התמיסה, אתה יכול לקבל צבע שונה של סרט התחמוצת: מחום בהיר לחום כהה או אפילו שחור. יתר על כן, הסרט מתקבל באיכות מעולה וצבעים אחידים.

כמו כן, ניתן להשתמש בפתרון של 10% תי-קרבונט לעיבוד סגסוגות. עם זאת, הפיתרון משמש רק לפליז וברונזה עם תכולת אבץ נמוכה.

דרך נוספת להגן על משטח הברונזה ולהפוך את מראהו למושך היא להשתמש בנתרן תיואנטימונאט. כתוצאה מכך מתקבל סרט מצופה באופן אחיד עם גוון אדמדם.

חמצון הוא תהליך הדורש ידע מעמיק בתהליכים כימיים-פיסיקליים, ככלל, ציוד יקר. עם זאת, הטכנולוגיה הפשוטה ביותר ליישום סרט מגן זמינה לכולם, די בכדי לבצע את ההוראות הפשוטות המתוארות במאמר זה.