عملية معالجة سطح البرغي

تُعد عمليات معالجة الأسطح الشائعة الاستخدام للمسامير هيالأكسدة، والرحلان الكهربائي، والطلاء الكهربائي، وداكروميت أربع فئات، والهدف الرئيسي من ذلك هو إفسادهالون ملخص تصنيف المعالجة السطحية.

• أسود أكسيد":"

ينقسم التسويد إلى نوعين: التسويد بدرجة حرارة الغرفة والتسويد بدرجة حرارة عالية. فعلى سبيل المثال، تتضمن عملية التسويد بدرجة حرارة الغرفة الخطوات التالية: إزالة الشحوم كيميائيًا، ثم الغسل بالماء الساخن، ثم الغسل بالماء البارد، ثم إزالة الصدأ والتخريش الحمضي، ثم التنظيف، ثم التسويد، ثم التنظيف مرة أخرى. يتم التسويد إما بالزيت أو بالزيت. وهو عبارة عن طبقة من أكسيد الصوديوم تتكون من هيدروكسيد الصوديوم ونتريت الصوديوم عند درجة حرارة عالية تتجاوز 100 درجة مئوية.

المكون الرئيسي لطبقة الأكسيد هو رباعي أكسيد الحديد (Fe3C4)، ويبلغ سمك الطبقة 0.6-1.5 ميكرومتر فقط، ومقاومتها للتآكل ضعيفة نسبيًا. في حالة عدم استخدام الزيت أو رذاذ الملح المحايد، تدوم الطبقة من ساعة إلى ساعتين تقريبًا، بينما تدوم من ثلاث إلى أربع ساعات تقريبًا عند استخدام الزيت. لا تُستخدم هذه العملية حاليًا في الأجهزة الصغيرة. يُمكن تمييزها من حيث اللون، فأكسيد الحديد الأسود والزنك الأسود والطلاء الكهربائي الأسود متقاربة، ولكنها ليست بنفس درجة سطوع الزنك الأسود والطلاء الكهربائي الأسود.

• جلفانيز":"

تتضمن عملية الطلاء الكهربائي الأسود نوعين: الزنك الأسود والنيكل الأسود. مبدأ العملية واحد في الأساس، ويكمن الاختلاف فقط في تركيبة محلول الطلاء الكهربائي والمعالجة اللاحقة باستخدام محاليل مختلفة للتخميل أو الحماية. الزنك معدن نشط كيميائيًا، يتأكسد بسهولة ويتغير لونه إلى الداكن في الهواء، مما يؤدي في النهاية إلى تآكل يُعرف باسم "الصدأ الأبيض". بعد طلاء الزنك، تتم معالجته بالكرومات لتغطية طبقة من الزنك على سطح المعدن، مما يحول المعدن النشط إلى حالة خاملة. تُعرف طبقة التخميل هذه بطبقة الزنك. يمكن تصنيف طبقة التخميل، بحسب مظهرها، إلى تخميل أبيض (زنك أبيض)، وأزرق فاتح (زنك أزرق)، وأسود (زنك أسود)، وأخضر عسكري (زنك أخضر)، وغيرها.

• الرحلان الكهربائي الأسود":"

يُستخدم الطلاء الأسود بتقنية الترسيب الكهروكيميائي لترسيب جزيئات غروانية من الراتنج العضوي على الأجزاء لتشكيل طبقة طلاء عضوية بألوان متنوعة، وهو ما يُعرف بالطلاء الأسود بالترسيب الكهروكيميائي. ومن الأمثلة على عملية الطلاء الأسود: إزالة الشحوم، والتنظيف، والفوسفاتة، والطلاء بالترسيب الكهروكيميائي، والتجفيف. يمكن تقسيم هذه العملية إلى ترسيب كهروكيميائي أنودي (تأين الراتنج إلى أيونات سالبة) وترسيب كهروكيميائي كاثودي (تأين الراتنج إلى أيونات موجبة). تتميز عملية الطلاء الأسود بأداء جيد مقارنةً بعملية الطلاء التقليدية، كما أنها لا تُسبب تلوثًا أو ضررًا بالبيئة، حيث تقل مقاومتها لرذاذ الملح المحايد لمدة 300 ساعة أو أكثر. وتتشابه تكلفة هذه العملية ومقاومتها للتآكل مع عملية داكروميت.

• أبيض الزنك":"

عملية الطلاء الكهربائي هي: إزالة الشحوم - التنظيف - التنشيط بحمض ضعيف - طلاء الزنك كهربائياً - التنظيف - التخميل الأبيض - التنظيف - التجفيف، والزنك الأسود لا يختلف عن الزنك الأسود. أما التخميل الأبيض فهو عبارة عن طبقة شفافة عديمة اللون من أكسيد الزنك، تكاد تخلو من الكروم، لذا فإن مقاومته للتآكل أضعف مقارنةً بالزنك الأسود والأزرق والملون. يستغرق الأمر وفقًا لمعايير الصناعة من 6 إلى 12 ساعة. لكن بعض مصنعي الطلاء، من خلال تحسين دقة نسبة محلول التخميل، يمكنهم جعل الطلاء مقاومًا لرذاذ الملح المحايد لمدة تصل إلى 20 ساعة.

بسبب عملية معالجة سطح البراغي باستخدام طلاء الزنك الأبيض، يظهر تآكل أبيض على سطح الطلاء، ثم يختفي الصدأ الأحمر بعد حوالي 40 ساعة عند إجراء اختبار رش الملح المحايد. لذا، فإن مقاومة الزنك الأبيض للتآكل أفضل من مقاومة النيكل الأبيض. يختلف مظهر الزنك الأبيض عن النيكل الأبيض الداكن، حيث أن لون الزنك الأبيض الأصلي أبيض مخضر، مما يُظهر فرقًا أكبر.

• نيكل أبيض":"

عملية الطلاء هي: إزالة الشحوم - التنظيف - التنشيط بحمض ضعيف - التنظيف - قاعدة نحاسية - التنشيط - التنظيف - الطلاء الكهربائي بالنيكل - التنظيف - التخميل - التنظيف - التجفيف - أو عملية مغلقة. عملية طلاء النيكل الأسود متشابهة بشكل أساسي، مع اختلاف تركيبة محلول الطلاء بشكل رئيسي، حيث يحتوي على كمية أقل من كبريتيد الزنك. النيكل معدن فضي مائل للبياض، ولتحسين مظهره، يُضاف إليه مُلمّع. لا يختلف النيكل الأسود كثيرًا في مقاومته للتآكل. تستغرق العملية من 6 إلى 12 ساعة، وعادةً ما يستخدم المصنعون الزيت أو مواد أخرى، مع مراعاة تأثير التآكل على الأجزاء البلاستيكية، لذا يجب التركيز على استخدام الزيت عند اختيار المادة الخام.

• الزنك الأزرق، الزنك الأخضر":"

تُشابه هذه العملية إلى حد كبير عملية معالجة الزنك الأبيض، حيث يُعالج الزنك الأزرق بطبقة من أكسيد الزنك تحتوي على 0.5-0.6 ملغم/ديسيمتر مربع من الكروم ثلاثي التكافؤ. أما المعالجة الخضراء، والمعروفة أيضًا بالمعالجة بخمسة أحماض، فتُنتج طبقة سميكة بلون أخضر عشبي، إذ يحتوي محلول المعالجة على أيونات الفوسفات، وتُشكل هذه الطبقة اللامعة ذات اللون الأخضر العشبي طبقة واقية معقدة التركيب من الكرومات والفوسفات.

من حيث مقاومته للتآكل، يُعدّ الزنك الأزرق أفضل من الزنك الأبيض، بينما يُعدّ الزنك الأخضر أفضل من الزنك الأزرق. يتميز الزنك الأزرق بلون أزرق خفيف، بينما يُعدّ الزنك الأبيض أقرب إلى اللون الأزرق في الصناعة، ويُستخدم على نطاق أوسع، كما يُمكن استخدامه في تصميم المنتجات كبديل لعملية تصنيع البراغي.

• الزنك المطلي بالمينا (الكيمياء)":"

في فئة الجلفنة، يتميز الزنك الملون بمقاومة جيدة نسبيًا للتآكل. وتتلخص عملية التخميل الملون في الخطوات التالية: الجلفنة - التنظيف - معالجة بحمض النيتريك بنسبة 2-3% بعيدًا عن الضوء - التنظيف - التخميل الملون منخفض الكروم - التنظيف - التجفيف بالخبز. عند انخفاض درجة حرارة التخميل، يكون تكوّن طبقة رقيقة باهتة اللون وبطيئًا. أما عند ارتفاع درجة الحرارة، فتكون الطبقة سميكة وغير متماسكة. يُفضل ضبط درجة الحرارة عند حوالي 25 درجة مئوية لضمان الحصول على نفس اللون خلال فترة زمنية محددة.

بعد التخميل، يجب خبزها وتعتيقها لتحسين الالتصاق ومقاومة التآكل للطبقة. يمكن التحكم في لون البراغي المطلية بالزنك عن طريق اختبار مقاومتها لرذاذ الملح المحايد لأكثر من 48 ساعة، ويمكن التحكم في اللون بشكل جيد لأكثر من 100 ساعة.

• داكروميت":"

هو اختصار وترجمة لـ DACROMET، أي الطلاء الواقي المصنوع من أملاح الكروم والزنك، ويُسمى أيضًا طلاء الزنك والألومنيوم. تتلخص العملية الأساسية في: إزالة الشحوم، ثم إزالة الشحوم، ثم الطلاء، ثم التسخين المسبق، ثم التلبيد، ثم التبريد. عادةً ما تتكرر العملية من مرتين إلى أربع مرات بين الطلاء والتبريد، لأن البراغي المطلية بالغمر، على سبيل المثال، تحتاج إلى تكرار العملية عدة مرات للوصول إلى سُمك مُحدد.

يتم وضع التركيب على سطح المعدن، مغطى بطبقة من محلول داكروميت (أي يحتوي على قشور من الزنك والألومنيوم [حجم القشور بشكل عام 0.1-0.2 × 10-15 ميكرون] CrO3 ومادة عضوية خاصة من محلول مائي مختلط عالي التشتت)، عن طريق الخبز مع الحفاظ على الحرارة عند 300 درجة مئوية أو نحو ذلك لفترة زمنية معينة، يتم اختزال سائل داكروميت في الكروم سداسي التكافؤ إلى كروم ثلاثي التكافؤ، مما ينتج عنه مركبات كرومات غير متبلورة (nCrO3) mCr2O3).

تتمتع هذه البراغي بمقاومة جيدة جدًا للتآكل في الأملاح المحايدة لمدة تصل إلى 300 ساعة أو أكثر، لكن يعيبها عدم انتظام طبقة الطلاء، حيث تتراوح سماكتها بين 5-10 ميكرومتر في بعض المناطق، و40 ميكرومتر تقريبًا في مناطق أخرى، مما يؤثر على عمق قطر البرغي. لذلك، يُفضل عدم استخدام عملية داكروميت كمعالجة سطحية للبراغي الملولبة والبراغي ذات القطر الصغير.