بررسی تاثیر پوشش روی فسفات بر ویژگی‌های سطحی قطعه‌های فولادی مورد استفاده در فرایندهای شکل ‏دهی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده شیمی کاربردی، مجتمع دانشگاهی علوم کاربردی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، صندوق پستی 1774 ـ 15875 اصفهان ، ایران

چکیده

پوشش‌های فسفاته به علت بهبود ویژگی­ های مانند چسبندگی رنگ، روان‌کاری، مقاومت بالا در برابر خوردگی و سایش، هزینه کم و امکان تولید انبوه، به‌طور گسترده به ‌عنوان یک مرحله آماده‌سازی بر روی سطح­های فلزهای آهنی و غیر آهنی اعمال می‌شوند. در این پژوهش، بهینه‌سازی فرمولاسیون حمام روی فسفات و آماده‏سازی سطح فولاد کم کربن St37، برای آسان کردن کشش و شکل‌دهی سرد بررسی شد. ترکیب فاز پوشش توسط دستگاه‌های پراش پرتو ایکس (XRD ) و آنالیز عنصری پرتو ایکس (EDS )، ویژگی روان‌کاری و مقاومت در برابر سایش و اصطکاک توسط دستگاه سایش (Pin On Disk )، شکل بلور‌ها توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM ) و میزان حفاظت در برابر خوردگی پوشش توسط روش مه نمکی ( محلول سدیم کلرید 5% ) مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتیجه­های به‌دست آمده، بلور‌های سوزنی‌ شکل پوشش روی فسفات، از هوپئیت (Zn3 (PO4 )2 4H2O) و فسفوفیلیت (Zn2Fe(PO4)24H2O) تشکیل شده است. نتیجه­ های آزمون پین روی دیسک نشان داد، پوشش‌ فسفاته کشش صابونی شده، ضریب اصطکاک فولاد را از 6/0 به حدودا 15/0 کاهش داد، همچنین با توجه به نتیجه­ های آزمون مه نمکی میزان مقاومت قطعه پوشش داده شده در برابر خوردگی، تا 52 ساعت افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Freemann D.B., Phosphating and Metal Pretreatment, Wood Head-Faulkner, Cambridge, (1986).
[2] Li G.Y., Lian J.S., Niu L.Y., Jiang Z.H., Growth of Zinc Phosphate Coatings on AZ91D Magnesium Alloy, Surface and Coatings Technology, 201: 1814-1820 (2006).
[3] Zhang S.L., Chen H. H., Zhang X. L., The Growth of Zinc Phosphate Coatings on 6061-Al Alloy, Surface and Coatings Technology, 202: 1674-1680 (2008).
[4] Panossian Z., Phosphating of Steel for Cold Forming Processes, Encyclopedia of Tribology, 2513-2523 (2013).
[5] Sheng M., Wang Y., Zhong Q., Wu H., Zhou Q., Lin H., The Effects of Nano-SiO2 Additive on the Zinc Phosphating of Carbon Steel, Surface and Coatings Technology, 205: 3455-3460 (2011).
[6] Wolpers M., Angeli J., Activation of Galvanized Steel Surfaces Before Zinc Phosphating–XPS and GDOES Investigation, Applied Surface Science, 179: 281-291 (2001).
[7] Ashassi-Sorkhabi H., Seifzadeh D and Harrafi H., Phosphatation of Iron Powder Metallurgical Samples for Corrosion Protection, Journal of the Indian Chemical Society, 4: 72-77 (2007).
[8] Phuong N. V., Moon S., Chang D., Lee K. H., Effect of Microstructure on the Zinc Phosphate Conversion Coatings on Magnesium Alloy AZ91, Applied Surface Science, 264: 70-78 (2013).
[9] Lorin G., “Phosphating of Metals”, Finishing Publications Ltd, London (1974).
[10] Akhtar A.S., Wong K.C., Mitchell K. A.R., The Effect of pH and Role of Ni2+ in Zinc Phosphating of 2024-Al Alloy. Part I: Macroscopic Studies with XPS and SEM, Applied Surface Science, 253: 493–501 (2006).
[11] Abdalla K., Rahmat A., Azizan A., Effect of Copper (II) Acetate Pretreatment on Zinc Phosphate Coating Morphology and Corrosion Resistance, Journal of Coatings Technology and Research, 10: 133–139 (2013).
[12] Sadawy M., Nooman M and Elsharkawy E., Formation and Characterization of Zinc Phosphate Coating on Reinforcing Steel Rebars, Journal of Materials Science and Engineering A, 3: 481-487 (2013).
[13] Farias M. C. M., Santosb C. A. L., Panossianb Z., Sinatoraa A., Friction Behavior of Lubricated Zinc Phosphate Coatings, Wear, 266: 873–877 (2009). 
[14] Oei H. Y., “Adhesion Strength of Phosphate Coatings in Cold Forming Proceedings”, The 2nd International Conference of Technology of Plasticity, Springer-Verlag, Stuttgart, 2: 893-899 (1987).
[15] Bricout J. P., Adjerdi S., Hivart P., Oudin J., “General Characterization of Phosphate/Stearate Coatings: Seizure Resistance and Conductivity Measurement”, Proceedings of the 9th International Cold Forging Congress, UK, 147-153 (1995).
[16] Lazzarotto L., Marechal C., Dubar L., Dubois A., Oudin J., The Effects of Processing Bath Parameters on the Quality and Performance of Zinc Phosphate Stearate Coatings, Surface and Coatings Technology, 122: 94–100 (1999).
[17] Bricout J.P., Hivart P., Oudin J., Ravalard Y., New Testing Procedure of Zinc Phosphate Coatings Involved in Cold Forging of Cylindrical Steel Billets, Journal of Materials Processing Technology, 24: 3-12 (1990).
[18] Hivart P., Bricout J., Influence of Cleaning Pretreatments on Tribological Properties of Zinc Phosphated Steels, Industrial Lubrication and Tribology, 55: 90–96 (2003).
[19] Rausch W., The Phosphating of Metals, Finishing publications Ltd, England, (1990).
[20] Ramezanzadeh B., Vakili H., Amini R., The Effects of Addition of Poly (vinyl) Alcohol (PVA) as a Green Corrosion Inhibitor to the Phosphate Conversion Coating on the Anticorrosion and Adhesion Properties of the Epoxy Coating on the Steel Substrate, Applied Surface Science, 327: 174-18 (2015).
[21] Díaza B., Freireb L., Mojíoa M., Nóvoaa X.R., Effect of Carbon on the Corrosion and Wear Performance of Zn-Phosphate Layers, Electrochimica Acta, 202: 299-309 ( 2016).
[22] Xie Y., Chen M., Xie D., Zhong L., Zhang X., A Fast, Low Temperature Zinc Phosphate Coating on Steel Accelerated by Graphene Oxide, Corrosion Science, 128: 1-8 ( 2017).
[23] Burokas V., Martugien A., Bikulcius G., The Influence of Hexametaphosphate on Formation of Zinc Phosphate Coatings for Deep Drawing of Steel Tubes, Surface and Coatings Technology, 102: 233-236 (1998).
[24] Sinatora A., Tschiptschin A. P., Propriedade de Superfície de Filmes e Camadas, Metalurgia and Materiais, 60: 164–166 (2004).
[25] Garietya M., Ngaileb G., Altan T., Evaluation of New Cold Forging Lubricants without Zinc Phosphate Precoat, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 47: 673–681 (2007).
[26] Abdalla K., Rahmat A., Azizan A., Influence of Activation Treatment with Nickel Acetate on the Zinc Phosphate Coating Formation and Corrosion Resistance, Materials and Corrosion, 64: 977-981 (2013).
[27] ASTM Standard B117–11, Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus, (2011).
[28] Asadia V., Danaeea I., Eskandaria H., The Effect of Immersion Time and Immersion Temperature on the Corrosion Behavior of Zinc Phosphate Conversion Coatings on Carbon Steel, Materials Research, 18: 706-713 (2015).
[29] Phuong N. V., Lee K., Chang D., Kim M., Lee S., Moon S., Zinc Phosphate Conversion Coatings on Magnesium Alloys: A Review, Met. Mater. Int., 19: 273-281 (2013).
[30] Zayedu M. A., Nour El-Dien F.A and Hassan A. I, Effect of Chemical Composition of Zinc Phosphating Solution on Phosphate Coating Properties, Egypt. J. Chem, 52: 699-709 (2009)
[31] Noboru S., Effects of Heavy Metal Additions and Crystal Modification on the Zinc Phosphating of Electrogalvanized Steel Sheet, Surface & Coatings Technology, 30: 171 – 181 (1987).
[32] Fang F., Jiang J., Tan S., Ma A., Jiang J., Characteristics of a Fast Low-Temperature Zinc Phosphating Coating Accelerated by an Eco-Friendly Hydroxylamine Sulfate, Surface & Coatings Technology, 204: 2381–2385 (2010).
[33] خانی، وجیهه؛ شریفی، لیلا؛ پیامی، آرش؛ کوهانی، حسین؛ میرحسینی، سید حسین؛ تهیه نانوپودر روی اکسید به روش سوختن ژل و استفاده از آن در ساخت پوشش­های مقاوم به خوردگی کامپوزیتی پلیمر/ روی اکسید، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (2)34: 1 تا 12(1394).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار