بررسی خواص متالورژیكی پوشش ها

مقدمه

روش تحقیق
در این پروژه كوشش شده است تا با افزودن مقادیر مختلف بیسموت به حمام گالوانیزه   و نیز اعمال پوشش از حمام آلیاژی
   تركیب شیمیایی پوششها، ریز ساختار،‌ضخامت و سختی لایه های آلیاژی پوشش های حاصله مطالعه شده خواص سطحی پوشش ها به كمك XRD ومیكروسكوپ الكترونی بررسی شده ، خواص متالورژیكی پوشش ها نظیر چسبندگی ، یكنواختی و مقاومت به خوردگی مورد بررسی قرارر گرفته اند و نهایتاً محصولات خوردگی به كمك XRD مطالعه شده اند.

1- مواد و وسائل لازم
مواد و وسایل مورد نیاز جهت انجام این پروژه عبارتند از  ورق فولادی St37 ، مفتول فولادی ،شمش روی خالص ، ورق سرب ، شمش بیسموت ورق قلع ، پودر نیكل ، اسید كلریدریك ، كلریدآمونیوم ، كلرید روی ، هیدروكسیدسدیم ، كربنات سدیم ، تری سدیم فسفات ، سیلیكات سدیم، بوته فولادی ، تراپنت، كوره الكتریكی ذوب فلزات غیرآهنی ، دستگاه ضخامت سنج مغناطیسی ، دستگاه میكروسختی سنج ، محفظه مه نمكی ، محفظه مرطوب، میكروسكوپ ، مته ، گیوتین ، ترازوی دقیق با دقت یكدهم میلی گرم ، آب مقطر ، یدید پتاسیم ، اورتروپین ، نایتال 

2- آماده سازی نمونه و تجهیزات

2-1- تهیه نمونه ها برای آزمایش

جهت انجام این پروژه از ورق فولادی St37 با آنالیز مندرج در جدول 3-1 استفاده شده است.

جدول 3-1- تركیب شیمیایی ورق فولادی مورد استفاده Enterنمونه های با ابعاد 2×25×40 میلی متر توسط گیوتین از ورق فولادی برش زده شده ، جهت غوطه ور نمودن در مذاب بالای آنها توسط مته سوراخ شده ، مفتول فولادی از آن عبور داده شده به نمونه محكم شده است.

2-2- آماده سازی بوته ذوب

جهت تهیه مذاب از یك كوره الكتریكی مخصوص ذوب فلزات غیرآهنی با تلرانس دمایی 1 درجه سانتیگراد ،‌همراه با یك بوته فولادی استفاده شده است. جهت كاهش حمله مذاب به بدنه حمام ،‌این بوته توسط ترانپت كه دوغابی سرامیكی شامل اكسید زیر كونیوم و اكسید تیتانیوم می باشد پس از فیلتر شدن در صافی پوشش داده شده و سپس در هوا خشك گردیده است. پس از 24 ساعت این كار دوباره تكرار شده و سپس بوته به مدت 48 ساعت در هوا قرار گرفته و خشك شده است. پس از قراردادن بوته در كوره، دمای كوره را به آهستگی تا 250 درجه سانتیگراد بالا برده ، اجازه داده شده تا پخت صورت گیرد.

2-3- مواد مصرفی جهت تهیه مذاب

در صنعت جهت جلوگیری از اكسیداسون شدید حمام و افزایش براقیت و یكنواختی پوشش . 005/0 تا007/0 درصد وزنی آلومینیوم به حمام گالوانیزه اضافه می كنند. از این رو تمام حمام های مورد بررسی در این پروژه حاوی تقریباً 005/0 درصد وزنی آلومینیوم می باشند كه بصورت ورق آلومینیوم بسیار خالص به حمام گالوانیزه اضافه شده است. جهت تهیه حمام های آلیاژی از شمش بیسموت با خلوص 9/99 ورق قلع با خلوص 9/99 ورق سرب با خلوص 8/99 استفاده شده است. جهت افزایش نیكل به حمام گالوكو ،‌ابتدا به كمك پودر نیكل آمیژانی ‌حاوی 53/0 درصد نیكل تهیه شده و از آن برای تهیه حمام استفاده شده است.

3- اعمال پوشش

جهت اعمال پوشش ابتدا نمونه ها آماده سازی سطحی شده ، سپس تحت شرایط كنترل شده در مذاب غوطه ور شده اند. مراحل كار به شرح زیر است

الف  چربی گیری و قلیاشویی چربی گیری قطعات در محلولی با تركیب شیمیایی ذیل و در دمای 65 درجه سانتیگراد و به مدت 5 دقیقه انجام شده است

هیدروكسید سدیم 25 گرم

 كربنات سدیم 25 گرم

 تری سدیم فسفات 75 گرم

 سیلیكات سدیم 75 گرم

 حجم محلول 2000 سانتیمتر مكعب

ب  شستشو در آب جاری

ج  اسیدشویی جهت اسیدشویی از اسید كلریدریك 15 درصد حاوی اورتروپین ویدید پتاسیم - به عنوان بازدارنده – در دمای محیط استفاده شده است و زمان اسید شویی 15 دقیقه بوده است.

د  شستشو در آب جاری

و  فلاكسینگ  برای فلاكسینگ نمونه ها از فرایند خشك استفاده شده است. به این منظور نمونه ها به مدت یك دقیقه در محلول 600 گرم بر لیتر كلرید روی و 400 گرم بر لیتر كلرید آمونیوم و دمای 70-60 درجه سانتیگراد قرار گرفته اند.

د خشك نمودن  نمونه ها پس از خروج از حمام فلاكس درون كوره ای در دمای 120 درجه سانتیگراد قرار گرفته ، بمدت15 دقیقه خشك شده اند. توجه به این نكته ضروری است كه جهت جلوگیری از تجزیه فلاكس ، نباید دمای كوره بالاتر از 150 درجه سانتیگراد برود. در این مرحله نمونه ها جهت اعمال پوشش آماده شده اند. تصویر كوره مورد استفاده در شكل 3-1 آمده است.