مقایسه خواص پوشش های فسفاته روی، روی/نیکل ،روی/نیکل/منگنز بر زیرلایه فولاد 41Cr4

در این تحقیق خواص پوشش های فسفاته روی (تک کاتیونی)، روی/ نیکل (دو کاتیونی) و روی/ نیکل/ منگنز (سه کاتیونی) مورد بررسی قرار گرفت.

محلول فسفاته کاری پایه بر اساس تجربیات قبلی شامل اسید فسفریک، اسید نیتریک، شتاب دهنده ها و مواد اصلاح کننده برای ایجاد ساختار بهینه پوشش تهیه شد. غلظت ترکیبات و پارامترهای عملیاتی دما، زمان و pH محلول، در طول فرایند ثابت شد. مقادیر کاتیون های روی- نیکل- منگنز توسط اکسید روی 5/1؛ نیترات نیکل 4 و کربنات منگنز 8/3 (گرم بر لیتر) به حمام افزوده شد. در محلول پوشش فسفاته روی (تک کاتیونی)، نیترات منگنز و نیترات نیکل از محلول جدول 1حذف شدند. محلول فسفاته کاری روی/ نیکل (دو کاتیونی) نیز با حذف کربنات منگنز از محلول حاصل شد. اندازه گیری ضخامت و وزن واحد سطح، تعیین مقدار اسید کل و آزاد، مطالعه مورفولوژی و ریزساختار پوشش؛ آزمون های مقاومت به خوردگی شامل مقاومت به حلالیت قلیایی، آزمایش پاشش نمک، انجام شد. همچنین بعد از رنگ آمیزی نمونه های فسفاته شده، آزمایش ضخامت لایه رنگ، آزمایش خراش و خمش، آزمایش ضربه و سختی لایه رنگ انجام پذیرفت.

مقایسه حمام های فسفاته کاری نشان داد که با ورود یون های نیکل و منگنز، وزن پوشش کاهش یافته است. پوشش فسفاته با غلظت کم روی دارای ساختار خوشه ای است، در حالی که بلور های پوشش فسفاته روی- نیکل، خوشه ای و ورقه ای بوده و پوشش فسفاته سه کاتیونی نیز مخلوطی از دو ساختار مکعبی و ورقه ای شکل دارد. اختلاف پستی و بلندی ها در پوشش فسفاته روی- نیکل- منگنز؛ کمترین مقدار Raو Rz را در مقایسه با پوشش فسفاته تک کاتیونی و دو کاتیونی دارد. همچنین پوشش سه کاتیونی، بالاترین مقاومت به خوردگی را دارد که علت آن یکنواختی بیشتر، تخلخل کمتر، ساختار بلوری ریز و بالا بودن درصد فازهای مقاوم به خوردگی در ترکیب پوشش است.

بررسی های رنگ پوشش مشخص می کند که بهترین چسبندگی لایه رنگ مربوط به پوشش سه کاتیونی است. با توجه به بررسی های انجام شده پوشش سه کاتیونی روی- نیکل- منگنز نتایج مناسب تری را نسبت به پوشش تک کاتیونی روی و دو کاتیونی روی- نیکل فراهم کرد.