آشنایی با پوشش های کروماته

پوشش های کروماته

پوشش های کروماته (Chromate conversion coatings) گروهی از پوشش های نازک و غیر فلزی هستند که به منظور افزایش مقاومت به خوردگی و بهبود چسبندگی رنگ بر روی قطعات فلزی مختلف همچون ورق, نبشی و انواع اشکال رایج آهن به کار می روند. این پوشش ها با ایجاد یک لایه محافظ بر پایه ترکیبات کروم بر روی سطح فلز، از اکسیداسیون و زنگ زدگی آن جلوگیری می کنند. در این مقاله به بررسی جامع پوشش های کروماته، انواع مختلف آن، مزایا، معایب، کاربردها و فرآیند پوشش دهی خواهیم پرداخت.

انواع پوشش های کروماته

پوشش های کروماته بر اساس نوع فلز پایه و ترکیبات به کار رفته در محلول پوشش دهی، به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند. برخی از رایج ترین انواع پوشش های کروماته عبارتند از:

• پوشش کروماته روی (Zinc Chromating): این پوشش با ایجاد یک لایه نازک بر پایه کرومات بر روی فلز روی، از اکسیداسیون و زنگ زدگی آن محافظت می کند, این پوشش معمولا با رنگ زرد متمایل به طلایی شناخته می شود.
• پوشش کروماته آلومینیوم (Alodine): این پوشش بر روی آلیاژهای آلومینیوم به کار رفته و ظاهری رنگارنگ، از زرد کمرنگ تا سبز زیتونی، ایجاد می کند. پوشش کروماته آلومینیوم چسبندگی عالی برای رنگ و سایر پوشش های نهایی ایجاد می نماید.
• پوشش کروماته آهن/فولاد (Iron/Steel Chromating): به دلیل ماهیت فعال سطح آهن و فولاد، پوشش دهی مستقیم کروماته بر روی این فلزات ممکن نیست. برای افزایش مقاومت به خوردگی آهن و فولاد، از روش های دیگری مانند فسفات کردن استفاده می شود.

مزایای پوشش های کروماته

استفاده از پوشش های کروماته مزایای متعددی به همراه دارد، از جمله:

• افزایش مقاومت به خوردگی: مهمترین مزیت این پوشش ها، بالا بردن مقاومت فلز در برابر خوردگی ناشی از عوامل محیطی مانند رطوبت، باران های اسیدی و آلودگی هوا می باشد. این امر طول عمر مفید قطعات فلزی را به طور قابل توجهی افزایش می دهد.
• بهبود چسبندگی رنگ: پوشش های کروماته باعث ایجاد سطحی زبرتر بر روی فلز می شوند. این زبری باعث افزایش چسبندگی رنگ به سطح شده و کیفیت نهایی رنگ آمیزی را بهبود می بخشد.
• ایجاد ظاهری زیبا: برخی از انواع پوشش های کروماته مانند پوشش روی، ظاهری درخشان و رنگارنگ به سطح فلز می بخشند که در برخی موارد جنبه تزئینی نیز دارد.
• آماده سازی مناسب برای سایر پوشش ها: پوشش های کروماته سطح فلز را برای اعمال سایر پوشش ها مانند چسب یا رنگ آماده می سازند.

معایب پوشش های کروماته

در کنار مزایای ذکر شده، پوشش های کروماته معایبی نیز دارند، از جمله:

ملاحظات زیست محیطی: برخی از انواع پوشش های کروماته، به ویژه آنهایی که حاوی کروم شش ظرفیتی هستند، موادی سمی و سرطان زا به شمار می روند. به همین دلیل، استفاده از این مواد باید با رعایت دقیق نکات ایمنی و با استفاده از روش های دفع مناسب پسماند صورت گیرد.

کاهش هدایت الکتریکی: پوشش های کروماته می توانند تا حدی باعث کاهش هدایت الکتریکی فلز شوند. این موضوع در برخی کاربردهای خاص، مانند قطعات الکترونیکی، می تواند محدودیت ایجاد کند.

محدودیت در نوع فلز پایه: همانطور که گفته شد، پوشش دهی مستقیم کروماته بر روی آهن و فولاد به دلیل ماهیت فعال سطح این فلزات امکان پذیر نیست.

کاربرد پوشش های کروماته

پوشش های کروماته در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند که از جمله مهم ترین آنها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1. صنعت هوافضا: برای پوشش دهی قطعات آلومینیومی هواپیماها به منظور افزایش مقاومت به خوردگی در شرایط جوی مختلف.
2. صنعت خودرو: برای پوشش دهی قطعات فلزی خودرو مانند گلگیرها، شاسی و قطعات زیر بدنه به منظور افزایش مقاومت به خوردگی استفاده می شود.
3. صنایع لوازم خانگی: در ساخت لوازم خانگی مانند یخچال، فریزر، ماشین لباسشویی و ظرفشویی برای پوشش قطعات فلزی داخلی و خارجی به کار می رود.
4. صنایع برق و مخابرات: برای پوشش دکل های برق، تیرهای چراغ برق و سایر قطعات فلزی در
5. صنعت ساختمان: در ساخت و ساز برای پوشش دهی پیچ و مهره های گالوانیزه، در و پنجره های فلزی، ناودانی ها و سایر قطعات فلزی که در معرض محیط بیرون هستند، کاربرد دارد.
6. صنعت نفت و گاز: برای پوشش دهی لوله ها، مخازن و سایر تجهیزات فلزی در معرض مواد خورنده مانند نفت، گاز و فرآورده های نفتی استفاده می شود.
7. صنعت نساجی: برای پوشش دهی قطعات فلزی ماشین آلات نساجی به منظور افزایش مقاومت به خوردگی و سایش به کار می رود.

فرآیند پوشش دهی کروماته

فرآیند کلی پوشش دهی کروماته شامل مراحل زیر است:

1. آماده سازی سطح: در این مرحله، سطح فلز از هر گونه آلودگی، چربی و گریس پاک سازی می شود.
2. آبکاری (در صورت نیاز): اگر فلز پایه از جنس روی نباشد، ممکن است قبل از پوشش دهی کروماته، فرآیند آبکاری روی انجام شود.
3. فعال سازی سطح: برای ایجاد سطحی فعال تر، از اسیدهای رقیق مانند اسید نیتریک برای حذف لایه نازکی از اکسید فلز استفاده می شود.
4. پوشش دهی: قطعات در محلول کروماته فرو برده می شوند. این محلول معمولا رقیق بوده و حاوی ترکیبات مختلف کرومات و سایر مواد شیمیایی است.
5. آبکشی و خشک کردن: پس از اتمام زمان پوشش دهی، قطعات از محلول خارج شده و با آب شستشو داده می شوند. در نهایت قطعات خشک می گردند.

نکات ایمنی در استفاده از پوشش های کروماته

به دلیل وجود کروم شش ظرفیتی در برخی از انواع پوشش های کروماته، رعایت نکات ایمنی در هنگام استفاده از این پوشش ها بسیار حائز اهمیت است. مهمترین نکات ایمنی عبارتند از:

• استفاده از تجهیزات حفاظتی: هنگام کار با پوشش های کروماته، باید از دستکش، عینک و ماسک مناسب استفاده شود تا از تماس مستقیم با مواد شیمیایی جلوگیری شود.
• تهویه مناسب: محل انجام فرآیند پوشش دهی باید دارای تهویه مناسب باشد تا بخارات سمی کروم از محیط خارج شده و از تنفس افراد حاضر در محل جلوگیری شود.
• ذخیره سازی و حمل و نقل ایمن: پوشش های کروماته باید در ظروف دربسته و در مکان خشک و خنک نگهداری شوند. همچنین هنگام حمل و نقل این مواد باید از احتیاط کامل برخوردار بود تا از نشت یا ریزش آنها جلوگیری شود.
• دفع صحیح پسماند: پسماندهای حاصل از فرآیند پوشش دهی کروماته باید به طور جداگانه جمع آوری و با روش های مناسب دفع شوند.

جایگزین پوشش های کروماته

با توجه به خطرات زیست محیطی مرتبط با کروم شش ظرفیتی، در سال های اخیر تلاش هایی برای یافتن جایگزین های مناسب برای پوشش های کروماته صورت گرفته است. برخی از این جایگزین ها عبارتند از:

1. پوشش های فسفات روی: این نوع پوشش ها با ایجاد یک لایه فسفات بر روی فلز روی ، مقاومت به خوردگی آن را افزایش می دهند. پوشش های فسفات روی به دلیل عدم استفاده از کروم، از نظر زیست محیطی ایمن تر هستند.
2. پوشش های داکروم: این نوع پوشش ها بر پایه ترکیبات کروم سه ظرفیتی بوده و سمیّت کمتری نسبت به کروم شش ظرفیتی دارند. پوشش های داکروم علاوه بر مقاومت به خوردگی، خواص خود روان کنندگی نیز دارند.
3. پوشش های پلیمری: پوشش های پلیمری مانند رنگ اپوکسی یا پلی اورتان می توانند به عنوان جایگزینی برای پوشش های کروماته استفاده شوند. این نوع پوشش ها علاوه بر مقاومت به خوردگی، تنوع رنگی بالایی نیز دارند.

نتیجه

پوشش های کروماته روشی موثر برای افزایش مقاومت به خوردگی و بهبود چسبندگی رنگ بر روی فلزات مختلف هستند. با وجود مزایای متعدد، این روش ها به دلیل استفاده از کروم شش ظرفیتی در برخی موارد، خطرات زیست محیطی را به همراه دارند. به همین دلیل، استفاده از این روش ها باید با رعایت دقیق نکات ایمنی و با در نظر گرفتن جایگزین های مناسب صورت گیرد. انجام این پوشش باعث ایجاد ارزش افزوده می شود برای مثال می توان گفت که قیمت نبشی کروماته نسبت به قیمت نبشی ساده بالاتر میباشد و این بخاطر ویژگی هایی است که نبشی کروماته ارائه می دهد.