กระบวนการปรับสภาพพื้นผิวสกรู

กระบวนการปรับสภาพพื้นผิวที่ใช้กันทั่วไปสำหรับสกรู ได้แก่ออกซิเดชัน, อิเล็กโทรโฟเรซิส, การชุบด้วยไฟฟ้า, ดาโครเมต แบ่งออกเป็นสี่ประเภท โดยหลักๆ แล้วคือการขันสกรูสี ของการบำบัดพื้นผิวของบทสรุปการจำแนกประเภท

• สีดำ ออกไซด์:

แบ่งออกเป็นสองประเภท คือ การทำให้ดำที่อุณหภูมิห้องและการทำให้ดำที่อุณหภูมิสูง สำหรับการทำให้ดำที่อุณหภูมิห้องนั้น กระบวนการประกอบด้วย: การล้างคราบไขมันด้วยสารเคมี – การล้างด้วยน้ำร้อน – การล้างด้วยน้ำเย็น – การกำจัดสนิมและการกัดกรด – การทำความสะอาด – การทำให้ดำ – การทำความสะอาดอีกครั้ง – โดยอาจทำบนพื้นผิวที่มีน้ำมันหรือพื้นผิวที่ปิดสนิท ส่วนการทำให้ดำที่อุณหภูมิสูงกว่า 100 องศาเซลเซียส จะสร้างชั้นฟิล์มออกไซด์ขึ้นจากโซเดียมไฮดรอกไซด์และโซเดียมไนไตรต์

ส่วนประกอบหลักของฟิล์มออกไซด์คือเหล็กเตตระออกไซด์ (Fe3C4) ความสม่ำเสมอของฟิล์มอยู่ที่เพียง 0.6-1.5 ไมโครเมตร ความต้านทานการกัดกร่อนค่อนข้างต่ำ ในกรณีที่ไม่มีน้ำมันหรือการทดสอบการพ่นละอองเกลือที่เป็นกลางแบบปิด จะทนได้เพียง 1-2 ชั่วโมงเท่านั้น หากมีน้ำมันจะทนได้ประมาณ 3-4 ชั่วโมง เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กยังไม่ใช้กระบวนการนี้กับสกรูในปัจจุบัน สามารถแยกแยะความแตกต่างได้จากสีที่ปรากฏ ฟิล์มออกไซด์ดำ ฟิล์มสังกะสีดำ และฟิล์มสีดำแบบอิเล็กโทรโฟเรซิสมีความคล้ายคลึงกัน แต่ฟิล์มออกไซด์ดำจะไม่สว่างเท่าฟิล์มสังกะสีดำและฟิล์มสีดำแบบอิเล็กโทรโฟเรซิส

• ชุบสังกะสี:

การชุบโลหะสีดำมีสองประเภท คือ สังกะสีดำและนิกเกิลดำ หลักการของกระบวนการโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกัน เพียงแต่สูตรของสารละลายชุบโลหะและการบำบัดหลังการชุบด้วยสารละลายเคลือบผิวหรือสารละลายพาสซิเวชันแตกต่างกัน สังกะสีเป็นโลหะที่ไวต่อปฏิกิริยาเคมี ออกซิไดซ์ได้ง่ายและเปลี่ยนเป็นสีดำในบรรยากาศ และในที่สุดจะเกิดการกัดกร่อนเป็นสนิมขาว การชุบสังกะสีหลังจากการบำบัดด้วยโครเมตเพื่อสร้างชั้นฟิล์มแปลงสภาพทางเคมีของสังกะสี ทำให้โลหะที่ไวต่อปฏิกิริยาอยู่ในสภาวะพาสซิเวชัน ซึ่งก็คือชั้นฟิล์มพาสซิเวชันของสังกะสี ฟิล์มพาสซิเวชันสามารถแบ่งตามลักษณะภายนอกได้เป็น พาสซิเวชันสีขาว (สังกะสีขาว) สีฟ้าอ่อน (สังกะสีฟ้า) สีดำ (สังกะสีดำ) สีเขียวทหาร (สังกะสีเขียว) และอื่นๆ

• อิเล็กโทรโฟเรซิสสีดำ:

การใช้วิธีทางเคมีไฟฟ้าในการตกตะกอนอนุภาคคอลลอยด์ของเรซินอินทรีย์ลงบนชิ้นส่วนเพื่อสร้างชั้นเคลือบอินทรีย์ที่มีสีต่างๆ การเคลือบสีดำด้วยไฟฟ้าถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมมากขึ้น โดยยกตัวอย่างกระบวนการเคลือบสีดำ: การล้างไขมัน-การทำความสะอาด-การเคลือบฟอสเฟต-การเคลือบสีด้วยไฟฟ้า-การอบแห้ง สามารถแบ่งออกเป็นการเคลือบสีด้วยไฟฟ้าแบบแอโนด (การแตกตัวของเรซินเป็นไอออนลบ) และการเคลือบสีด้วยไฟฟ้าแบบแคโทด (การแตกตัวของเรซินเป็นไอออนบวก) และเมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการเคลือบสีอื่นๆ แล้ว กระบวนการนี้มีประสิทธิภาพในการก่อสร้างที่ดี แต่ก่อให้เกิดมลพิษและเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า โดยมีความต้านทานต่อการพ่นละอองเกลือที่เป็นกลางอยู่ที่ 300 ชั่วโมงขึ้นไป ต้นทุนและความต้านทานการกัดกร่อนใกล้เคียงกับกระบวนการเคลือบสีดำแบบดาโครเมต

• สังกะสีสีขาว:

กระบวนการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าประกอบด้วย: การล้างไขมัน – การทำความสะอาด – การกระตุ้นด้วยกรดอ่อน – การชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้า – การทำความสะอาด – การเคลือบผิวด้วยสารกันสนิมสีขาว – การทำความสะอาด – การอบแห้ง และความแตกต่างระหว่างสังกะสีดำกับสังกะสีแดงคือไม่มีความแตกต่างกันระหว่างแผ่นรองรับการชุบและสารละลายเคลือบผิว สารเคลือบผิวสีขาวเป็นฟิล์มออกไซด์ของสังกะสีที่โปร่งใสไม่มีสี แทบไม่มีโครเมียม ดังนั้นความต้านทานการกัดกร่อนจึงด้อยกว่าสังกะสีดำ สังกะสีน้ำเงิน และสังกะสีสีอื่นๆ มาตรฐานอุตสาหกรรมอยู่ที่ 6-12 ชั่วโมง แต่มีผู้ผลิตชุบโลหะบางรายที่ปรับปรุงความแม่นยำของอัตราส่วนของสารละลายเคลือบผิว ทำให้สามารถทนต่อการพ่นละอองเกลือที่เป็นกลางได้ประมาณ 20 ชั่วโมง

เนื่องจากกระบวนการเคลือบผิวด้วยสังกะสีขาว เมื่อทำการทดสอบการพ่นละอองเกลือแบบเป็นกลาง พบว่าในตอนแรกผิวเคลือบเกิดการกัดกร่อนเป็นสีขาว และเกิดสนิมแดงภายในเวลาประมาณ 40 ชั่วโมง ดังนั้น สังกะสีขาวจึงมีความต้านทานการกัดกร่อนดีกว่านิกเกิลขาว เมื่อเปรียบเทียบสีภายนอกกับนิกเกิลขาว สังกะสีขาวจะมีสีขาวอมเขียวเมื่อเทียบกับสังกะสีชนิดเดิม และมีความแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดระหว่างสังกะสีขาวกับนิกเกิลขาว

• นิกเกิลขาว:

กระบวนการชุบโลหะประกอบด้วย: การล้างไขมัน – การทำความสะอาด – การกระตุ้นด้วยกรดอ่อน – การทำความสะอาด – การเคลือบทองแดง – การกระตุ้น – การทำความสะอาด – การชุบนิกเกิลด้วยไฟฟ้า – การทำความสะอาด – การทำให้เกิดชั้นป้องกัน – การทำความสะอาด – การอบแห้ง – หรือแบบปิด และกระบวนการชุบนิกเกิลดำนั้นโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกัน หลักๆ แล้วสูตรของสารละลายชุบจะแตกต่างกัน คือมีซิงค์ซัลไฟด์น้อยกว่า และมีการเติมสารเพิ่มความสว่าง นิกเกิลเป็นโลหะสีเงินขาวอมเหลือง เพื่อให้ได้รูปลักษณ์ที่ดีขึ้น จะมีการเติมสารเพิ่มความเงาในการชุบนิกเกิล ความต้านทานการกัดกร่อนของนิกเกิลดำและนิกเกิลชุบนิกเกิลขาวนั้นไม่แตกต่างกันมากนัก โดยใช้เวลา 6-12 ชั่วโมง กระบวนการของผู้ผลิตทั่วไปก็จะเป็นแบบใช้น้ำมันหรือแบบปิดเช่นกัน โดยควรพิจารณาถึงผลกระทบของการกัดกร่อนต่อชิ้นส่วนพลาสติกของวัสดุที่ใช้ และควรให้ความสำคัญกับการควบคุมว่าควรใช้น้ำมันหรือไม่

• สังกะสีสีน้ำเงิน สังกะสีสีเขียว:

กระบวนการนี้โดยคร่าวๆ จะเหมือนกับสังกะสีขาว สังกะสีน้ำเงินคือฟิล์มซิงค์ออกไซด์ที่ผ่านกระบวนการพาสซิเวชัน ซึ่งมีโครเมียมไตรวาเลนต์ 0.5-0.6 มก./ตร.เดซิเมตร การพาสซิเวชันสีเขียว หรือที่เรียกว่าการพาสซิเวชันด้วยกรดห้าชนิด สามารถสร้างฟิล์มสีเขียวเข้มหนาได้ สารละลายพาสซิเวชันประกอบด้วยไอออนฟอสเฟต ฟิล์มสีเขียวเข้มมันวาวที่ได้นั้นเป็นฟิล์มป้องกันที่มีโครงสร้างซับซ้อนของโครเมตและฟอสเฟต

ในด้านความทนทานต่อการกัดกร่อน สังกะสีสีน้ำเงินดีกว่าสังกะสีสีขาว ในขณะที่สังกะสีสีเขียวดีกว่าสังกะสีสีน้ำเงิน สีของสังกะสีสีน้ำเงินจะออกโทนสีฟ้าเล็กน้อย ส่วนสังกะสีสีขาวนั้นค่อนข้างใกล้เคียงกับสีฟ้าและนิยมใช้ในอุตสาหกรรมมากกว่า โดยสังกะสีสีขาวสามารถนำมาใช้เป็นวัสดุทางเลือกในการออกแบบผลิตภัณฑ์สำหรับกระบวนการผลิตสกรูได้ด้วย

• สังกะสีเคลือบ (เคมี):

ในหมวดหมู่ของการชุบสังกะสีแบบสี การชุบสังกะสีแบบสีมีความทนทานต่อการกัดกร่อนค่อนข้างดี กระบวนการสร้างชั้นสีป้องกันการกัดกร่อนมีดังนี้: การชุบสังกะสี – การทำความสะอาด – กรดไนตริก 2% – 3% ในที่มืด – การทำความสะอาด – การสร้างชั้นสีป้องกันการกัดกร่อนด้วยโครเมียมต่ำ – การทำความสะอาด – การอบเพื่อเร่งอายุ อุณหภูมิในการสร้างชั้นสีป้องกันการกัดกร่อนต่ำเกินไป ฟิล์มจะบางและสีซีด หากอุณหภูมิสูงเกินไป ฟิล์มจะหนาและหลวม ไม่ยึดติดแน่น ควรควบคุมอุณหภูมิไว้ที่ประมาณ 25 องศาเซลเซียส เพื่อให้ได้สีที่สม่ำเสมอภายในระยะเวลาที่กำหนด

หลังจากทำการพาสซิเวชันแล้ว จะต้องนำไปอบและบ่มเพื่อให้การยึดเกาะและความต้านทานการกัดกร่อนของฟิล์มดีขึ้น สกรูชุบสังกะสีสี เมื่อสัมผัสกับด้านล่างจะทนต่อการพ่นละอองเกลือที่เป็นกลางได้นานกว่า 48 ชั่วโมง และสามารถตรวจสอบได้อย่างดีนานกว่า 100 ชั่วโมง

• ดาโครเมต:

DACROMET เป็นคำย่อและคำแปลของคำว่า "สารเคลือบป้องกันเกลือโครเมียมที่มีส่วนประกอบของสังกะสีและเกล็ด" หรือเรียกอีกอย่างว่า สารเคลือบสังกะสี-อะลูมิเนียม กระบวนการพื้นฐานคือ: การล้างคราบไขมัน – การล้างคราบไขมันอีกครั้ง – การเคลือบ – การอุ่นก่อน – การเผาผนึก – การทำให้เย็น โดยทั่วไปกระบวนการนี้จะทำซ้ำ 2-4 ครั้ง ตั้งแต่การเคลือบจนถึงการทำให้เย็น เนื่องจากสกรูที่มีการเคลือบแบบจุ่ม เพื่อให้ได้ความหนาที่ต้องการ จำเป็นต้องทำซ้ำหลายครั้ง

โครงสร้างนี้อยู่บนพื้นผิวโลหะ เคลือบด้วยสารละลายดาโครเมต (กล่าวคือ ประกอบด้วยเกล็ดสังกะสี อะลูมิเนียม [ขนาดเกล็ดโดยทั่วไป 0.1-0.2 x 10⁻¹⁵ ไมครอน] CrO₃ และสารอินทรีย์พิเศษในสารละลายผสมที่มีความสามารถในการกระจายตัวสูง) โดยการอบด้วยความร้อนที่อุณหภูมิประมาณ 300 องศาเซลเซียสเป็นระยะเวลาหนึ่ง ของเหลวดาโครเมตจะถูกรีดิวซ์ด้วยโครเมียมเฮกซาวาเลนต์เป็นโครเมียมไตรวาเลนต์ ส่งผลให้เกิดสารประกอบโครเมตเชิงซ้อนแบบอสัณฐาน (nCrO₃) และ mCr₂O₃)

ความต้านทานการกัดกร่อนดีมาก สามารถทนต่อเกลือที่เป็นกลางได้นานถึง 300 ชั่วโมงหรือมากกว่านั้น ข้อเสียคือการเคลือบไม่สม่ำเสมอ บริเวณที่บางมีความหนา 5-10 ไมครอน บริเวณที่หนามีความหนาประมาณ 40 ไมครอน ซึ่งจะส่งผลต่อความลึกของเส้นผ่านศูนย์กลางของสกรู ดังนั้นสกรูเกลียวปล่อยและสกรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กจึงไม่ควรใช้กระบวนการดาโครเมตเป็นวิธีการเคลือบผิว