मशीनीकृत भागों की भूतल उपचार प्रक्रिया

फॉस्फेट एक फॉस्फेट रासायनिक रूपांतरण फिल्म बनाने के लिए रासायनिक और विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया की एक प्रक्रिया है, जिसे फॉस्फेटिंग फिल्म कहा जाता है।फॉस्फेटिंग का उद्देश्य मुख्य रूप से आधार धातु के लिए सुरक्षा प्रदान करना और धातु को कुछ हद तक जंग से रोकना है;इसका उपयोग पेंटिंग से पहले पेंट फिल्म के आसंजन और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करने के लिए किया जाता है;इसका उपयोग मेटल कोल्ड वर्किंग प्रोसेस में एंटीफ्रिक्शन स्नेहन के लिए किया जाता है।

1. तर्क:
फॉस्फेटिंग प्रक्रिया में रासायनिक और विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाएं शामिल हैं।विभिन्न फॉस्फेटिंग प्रणालियों और सामग्रियों की फॉस्फेटिंग प्रतिक्रिया तंत्र जटिल है।हालांकि वैज्ञानिकों ने इस क्षेत्र में काफी शोध किया है, लेकिन वे अभी तक इसे पूरी तरह से समझ नहीं पाए हैं।बहुत समय पहले, फॉस्फेटिंग फिल्म निर्माण तंत्र को केवल रासायनिक प्रतिक्रिया समीकरण द्वारा वर्णित किया गया था:
8Fe+5Me (H2PO4) 2+8H2O+H3PO4Me2Fe (PO4) 2 · 4H2O (झिल्ली)+Me3 (PO4) · 4H2O (झिल्ली)+7FeHPO4 (तलछट)+8H2
Me is Mn, Zn, आदि। माचू, आदि का मानना ​​​​था कि फॉस्फोरिक एसिड और डायहाइड्रोजन फॉस्फेट युक्त उच्च तापमान वाले घोल में डूबा हुआ स्टील फॉस्फेट जमा से बनी एक क्रिस्टलीय फॉस्फेटिंग फिल्म बनाएगा, और फॉस्फेट आयरन हाइड्रोजन तलछट और हाइड्रोजन का उत्पादन करेगा।इस तंत्र की व्याख्या बल्कि खुरदरी है और फिल्म बनाने की प्रक्रिया को पूरी तरह से स्पष्ट नहीं कर सकती है।फॉस्फेटिंग अनुसंधान के क्रमिक गहन होने के साथ, आज, विद्वान इस बात से सहमत हैं कि फॉस्फेटिंग फिल्म बनाने की प्रक्रिया में मुख्य रूप से निम्नलिखित चार चरण होते हैं:
एसिड नक़्क़ाशी बेस मेटल की सतह पर एच + सांद्रता को कम कर देता है
Fe-2e→ Fe2+
2H2－+2e→2[H] (1)
एच 2
त्वरित एजेंट (ऑक्सीडेंट)
[ओ]+[एच] → [आर]+एच2ओ
Fe2++[O] → Fe3++[R]
सूत्र में, [ओ] त्वरक (ऑक्सीडेंट) है, और [आर] कमी उत्पाद है।चूंकि त्वरक प्रतिक्रिया के पहले चरण में उत्पन्न हाइड्रोजन परमाणु को ऑक्सीकरण करता है, प्रतिक्रिया की गति (1) तेज हो जाती है, जिससे धातु की सतह पर एच + एकाग्रता में तेज गिरावट आती है।उसी समय, समाधान में Fe2+ Fe3+ में ऑक्सीकृत हो जाता है।
फॉस्फेट का बहुस्तरीय वियोजन
H3PO4 H2PO4－+H+ HPO42－+2H+ PO43－+3H－ （3）
धातु की सतह पर H+ सांद्रता में तेज गिरावट के कारण, सभी स्तरों पर फॉस्फेट का पृथक्करण संतुलन दाईं ओर चला जाता है, और अंत में PO43 -।
फॉस्फेट फॉस्फेटिंग फिल्म में अवक्षेपित और क्रिस्टलीकृत होता है
जब PO43 - धातु की सतह से अलग होकर घुलनशीलता उत्पाद स्थिर Ksp तक धातु आयनों (जैसे Zn2+, Mn2+, Ca2+, Fe2+) के साथ समाधान (धातु इंटरफ़ेस) में पहुंच जाता है, तो फॉस्फेट वर्षा का निर्माण होगा
Zn2++Fe2++PO43－+H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓ 4）
3Zn2++2PO43－+4H2O=Zn3(PO4)2·4H2O↓ （5）
फॉस्फेट वर्षा और पानी के अणु मिलकर फॉस्फेटिंग क्रिस्टल न्यूक्लियस बनाते हैं, जो फॉस्फेटिंग अनाज में बढ़ता रहता है, और अनगिनत अनाज फॉस्फेटिंग फिल्म को आध्यात्मिक रूप से बनाने के लिए बारीकी से ढेर हो जाते हैं।
फॉस्फेट वर्षा की साइड रिएक्शन फॉस्फेटिंग तलछट का निर्माण करेगी
Fe3++PO43－=FePO4 （6）
उपरोक्त तंत्र न केवल जस्ता श्रृंखला, मैंगनीज श्रृंखला और जस्ता कैल्शियम श्रृंखला की फॉस्फेटिंग फिल्म बनाने की प्रक्रिया की व्याख्या कर सकता है, बल्कि फॉस्फेटिंग सूत्र और प्रक्रिया के डिजाइन का मार्गदर्शन भी कर सकता है।उपरोक्त तंत्र से, यह देखा जा सकता है कि उपयुक्त ऑक्सीडेंट प्रतिक्रिया की गति में सुधार कर सकते हैं (2);कम एच + एकाग्रता फॉस्फेट पृथक्करण प्रतिक्रिया के पृथक्करण संतुलन को बना सकती है (3) अधिक आसानी से पीओ43 को अलग करने के लिए दाईं ओर ले जाती है -;यदि धातु की सतह पर सक्रिय बिंदु सतह बंधन है, तो वर्षा प्रतिक्रिया (4) (5) बहुत अधिक सुपरसेटेशन के बिना फॉस्फेट वर्षा नाभिक बना सकती है;फॉस्फेटिंग तलछट की उत्पत्ति प्रतिक्रिया (1) और प्रतिक्रिया (2) पर निर्भर करती है।घोल में H+ की उच्च सांद्रता और मजबूत त्वरक तलछट को बढ़ाएंगे।तदनुसार, वास्तविक फॉस्फेटिंग सूत्र और प्रक्रिया कार्यान्वयन में, सतह है: एक उपयुक्त मजबूत त्वरक (ऑक्सीडेंट);उच्च एसिड अनुपात (अपेक्षाकृत कम मुक्त एसिड, यानी एच + एकाग्रता);धातु की सतह को एक सक्रिय बिंदु पर समायोजित करने से फॉस्फेटिंग प्रतिक्रिया गति में सुधार हो सकता है, और कम तापमान पर जल्दी से एक फिल्म बना सकता है।इसलिए, उपरोक्त तंत्र का आमतौर पर कम तापमान के तेजी से फॉस्फेटिंग फॉर्मूला के डिजाइन में पालन किया जाता है, और मजबूत त्वरक, उच्च एसिड अनुपात, सतह समायोजन प्रक्रिया आदि का चयन किया जाता है।
फॉस्फेटिंग तलछट के बारे में।क्योंकि फॉस्फेटिंग तलछट मुख्य रूप से FePO4 है, तलछट की मात्रा को कम करने के लिए Fe3+ की मात्रा को कम किया जाना चाहिए।अर्थात्, दो विधियाँ अपनाई जाती हैं: Fe2+ से Fe3+ के ऑक्सीकरण को कम करने के लिए फॉस्फेटिंग घोल (कम मुक्त अम्लता) की H+ सांद्रता को कम करें।
जस्ता और एल्यूमीनियम का फॉस्फेटिंग तंत्र मूल रूप से ऊपर जैसा ही है।जस्ता सामग्री की फॉस्फेटिंग गति तेज होती है, और फॉस्फेटिंग फिल्म केवल जस्ता फॉस्फेट से बनी होती है, और इसमें थोड़ा तलछट होता है।आम तौर पर, एल्युमिनियम फॉस्फेटिंग में अधिक फ्लोरीन यौगिक मिलाए जाते हैं, जिससे AlF3 और AlF63 - बनते हैं।एल्यूमीनियम फॉस्फेटिंग स्टेप पोलीमराइजेशन का तंत्र मूल रूप से ऊपर जैसा ही है।

2. फॉस्फेटिंग वर्गीकरण
फॉस्फेटिंग के लिए कई वर्गीकरण विधियां हैं, लेकिन उन्हें आम तौर पर फॉस्फेटिंग फिल्म बनाने की प्रणाली, फॉस्फेटिंग फिल्म की मोटाई, फॉस्फेटिंग तापमान और त्वरक प्रकार के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है।
2.1 फॉस्फेटिंग फिल्म प्रणाली के अनुसार वर्गीकरण
फॉस्फेटिंग फिल्म बनाने की प्रणाली के अनुसार, इसे मुख्य रूप से छह श्रेणियों में बांटा गया है: जस्ता प्रणाली, जस्ता कैल्शियम प्रणाली, जस्ता मैंगनीज प्रणाली, मैंगनीज प्रणाली, लौह प्रणाली और अनाकार लौह प्रणाली।
जिंक फॉस्फेटिंग बाथ सॉल्यूशन के मुख्य घटक हैं: Zn2+, H2PO3 -, NO3 -, H3PO4, एक्सेलेरेंट, आदि। गठित फॉस्फेटिंग फिल्म (स्टील पार्ट्स) की मुख्य संरचना: Zn3 (po4) 2 · 4H2O, Zn2Fe (PO4) 2 · 4H2O.फॉस्फेट अनाज वृक्ष के समान, एकिकुलर और झरझरा होते हैं।यह व्यापक रूप से पेंटिंग, एंटी-जंग और कोल्ड वर्किंग एंटीफ्रिक्शन स्नेहन से पहले प्राइमिंग के लिए उपयोग किया जाता है।
जिंक कैल्शियम फॉस्फेटिंग बाथ सॉल्यूशन के मुख्य घटक हैं: Zn2+, Ca2+, NO3 -, H2PO4 -, H3PO4 और अन्य एडिटिव्स।फॉस्फेटिंग फिल्म (स्टील भागों) की मुख्य संरचना: Zn2Ca (PO4) 2 · 4H2O, Zn2Fe (PO4) 2 · 4H2O, Zn3 (PO4) 2 · 4H2O।फॉस्फेट अनाज कुछ छिद्रों के साथ कॉम्पैक्ट ग्रेन्युल (कभी-कभी बड़ी सुई जैसे अनाज के साथ) होते हैं।इसका उपयोग पेंटिंग से पहले प्राइमिंग और एंटी-जंग के लिए किया जाता है।
जस्ता मैंगनीज फॉस्फेट स्नान समाधान की मुख्य संरचना: Zn2+, Mn2+, NO3 -, H2PO4 -, H3PO4 और अन्य योजक।फॉस्फेटिंग फिल्म की मुख्य रचना: Zn2Fe (PO4) 2 · 4H2O, Zn3 (PO4) 2 · 4H2O, (Mn, Fe) 5H2 (PO4) 4 · 4H2O।फॉस्फेटिंग अनाज कुछ छिद्रों के साथ दानेदार सुई वृक्ष के समान मिश्रित क्रिस्टल रूप में होते हैं।यह व्यापक रूप से पेंटिंग से पहले भड़काने के लिए उपयोग किया जाता है, ठंड में काम करने के दौरान जंग-रोधी और घर्षण-रोधी स्नेहन।

मैंगनीज फॉस्फेटिंग स्नान समाधान की मुख्य संरचना: Mn2+, NO3 -, H2PO4, H3PO4 और अन्य योजक।इस्पात भागों पर गठित फॉस्फेटिंग फिल्म की मुख्य संरचना: (एमएन, फे) 5 एच 2 (पीओ 4) 4 · 4 एच 2 ओ।फॉस्फेटिंग फिल्म कुछ छिद्रों से मोटी होती है, और फॉस्फेटिंग दाने घने होते हैं।यह व्यापक रूप से एंटी-जंग और कोल्ड वर्किंग एंटीफ्रिक्शन स्नेहन में उपयोग किया जाता है।
लौह फॉस्फेटिंग स्नान समाधान की मुख्य संरचना: Fe2+, H2PO4, H3PO4 और अन्य योजक।फॉस्फेटिंग फिल्म (स्टील वर्कपीस) की मुख्य रचना: Fe5H2 (PO4) 4 · 4H2O।फॉस्फेटिंग फिल्म मोटी होती है, फॉस्फेटिंग तापमान अधिक होता है, उपचार का समय लंबा होता है, फिल्म में कई छिद्र होते हैं, और फॉस्फेटिंग दाने दानेदार होते हैं।इसका उपयोग एंटी-जंग और कोल्ड वर्किंग एंटीफ्रिक्शन स्नेहन के लिए किया जाता है।
अनाकार लौह फॉस्फेटिंग स्नान समाधान के मुख्य घटक: Na+(NH4+), H2PO4, H3PO4, MoO4 - (ClO3 -, NO3 -) और अन्य योजक।फॉस्फेटिंग फिल्म (इस्पात भागों) की मुख्य संरचना: Fe3 (PO4) 2 · 8H2O, Fe2O3।फॉस्फेटिंग फिल्म पतली है, और सूक्ष्म फिल्म संरचना अनाकार चरण का समतल वितरण है, जिसका उपयोग केवल पेंटिंग से पहले भड़काने के लिए किया जाता है।

2.2 फॉस्फेटिंग फिल्म की मोटाई के अनुसार वर्गीकरण
फॉस्फेटिंग फिल्म की मोटाई (फॉस्फेटिंग फिल्म का वजन) के अनुसार, इसे चार प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: सब लाइटवेट, लाइटवेट, सब हेवीवेट और हेवीवेट।सेकेंडरी लाइटवेट फिल्म का वजन केवल 0.1~1.0g/m2 है।आम तौर पर, यह अनाकार लौह प्रणाली फॉस्फेटिंग फिल्म है, जिसका उपयोग केवल पेंटिंग से पहले प्राइमिंग के लिए किया जाता है, खासकर बड़े विकृत वर्कपीस के लिए।लाइटवेट फिल्म का वजन 1.1 ~ 4.5 ग्राम / एम 2 होता है, और व्यापक रूप से पेंटिंग से पहले प्राइमिंग के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन जंग-रोधी और शीत प्रसंस्करण उद्योगों में कम उपयोग किया जाता है।सब हैवी फॉस्फेटिंग फिल्म की मोटाई 4.6 7.5 g/m2 है।बड़े फिल्म वजन के कारण, फिल्म मोटी होती है (आमतौर पर> 3 μ मीटर) इसे पेंटिंग से पहले प्राइमर के रूप में कम उपयोग किया जाता है (मूल रूप से गैर विकृत स्टील भागों के लिए पेंटिंग से पहले प्राइमर के रूप में उपयोग किया जाता है), और जंग की रोकथाम के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और घर्षण और स्नेहन को कम करने के लिए ठंडा प्रसंस्करण।भारी फिल्म का वजन 7.5 g/m2 से अधिक होता है और पेंटिंग से पहले प्राइमर के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है।यह व्यापक रूप से विरोधी जंग और ठंड काम करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

2.3 फॉस्फेटिंग उपचार तापमान के अनुसार वर्गीकरण
उपचार तापमान के अनुसार, इसे सामान्य तापमान, कम तापमान, मध्यम तापमान और उच्च तापमान में विभाजित किया जा सकता है।सामान्य तापमान फॉस्फेटिंग कोई हीटिंग फॉस्फेटिंग नहीं है।कम तापमान फॉस्फेटिंग का सामान्य उपचार तापमान 30-45 ℃ है।मध्यम तापमान फॉस्फेटिंग आम तौर पर 60 ~ 70 ℃ है।उच्च तापमान फॉस्फेटिंग आमतौर पर 80 ℃ (70 ) से अधिक है।तापमान विभाजन विधि अपने आप में सख्त नहीं है।कभी-कभी प्रत्येक व्यक्ति की इच्छा के आधार पर उप-मध्यम तापमान और उप-उच्च तापमान विधियां होती हैं, लेकिन आमतौर पर उपरोक्त विभाजन विधि का पालन किया जाता है।

2.4 त्वरक प्रकार के अनुसार वर्गीकरण
चूंकि फॉस्फेटिंग एक्सेलेरेंट केवल कुछ ही प्रकार के होते हैं, इसलिए एक्सीलरेंट के प्रकार के अनुसार स्नान के घोल को समझना मददगार होता है।फॉस्फेट उपचार तापमान आमतौर पर त्वरक के प्रकार के अनुसार निर्धारित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, NO3 त्वरक मुख्य रूप से मध्यम तापमान फॉस्फेटिंग है।त्वरक मुख्य रूप से नाइट्रेट प्रकार, नाइट्राइट प्रकार, क्लोरेट प्रकार, कार्बनिक नाइट्राइड प्रकार, मोलिब्डेट प्रकार और अन्य मुख्य प्रकारों में विभाजित हैं।प्रत्येक त्वरक प्रकार का उपयोग अन्य त्वरक के साथ किया जा सकता है, और कई शाखा श्रृंखलाएं हैं।नाइट्रेट प्रकार में शामिल हैं: NO3 - प्रकार, NO3 -/NO2 - (ऑटोजेनस प्रकार)।क्लोरेट के प्रकारों में शामिल हैं: ClO3 , ClO3 /NO3 －, ClO3 /NO2 ।नाइट्राइट में शामिल हैं: नाइट्रोगुआनिडीन आर - NO2 - / ClO3 -।Molybdate प्रकार में MoO4 -, MoO4 -/ClO3 -, MoO4 -/NO3 - शामिल हैं।
फॉस्फेटिंग को वर्गीकृत करने के कई तरीके हैं, उदाहरण के लिए, इसे सामग्री द्वारा स्टील भागों, एल्यूमीनियम भागों, जस्ता भागों और मिश्रित भागों में विभाजित किया जा सकता है।

2、 फॉस्फेटिंग से पहले प्रीट्रीटमेंट
सामान्य तौर पर, फॉस्फेटिंग उपचार के लिए आवश्यक है कि वर्कपीस की सतह साफ धातु की सतह होनी चाहिए (एक में दो, एक में तीन और एक में चार को छोड़कर)।फॉस्फेटिंग से पहले, वर्कपीस को ग्रीस, जंग, ऑक्साइड त्वचा और सतह समायोजन को हटाने के लिए ढोंग किया जाना चाहिए।विशेष रूप से, पेंटिंग से पहले प्राइमिंग के लिए फॉस्फेटिंग के लिए धातु की सतह को कुछ "गतिविधि" बनाने के लिए सतह समायोजन की आवश्यकता होती है, ताकि एक समान, ठीक और घने फॉस्फेटिंग फिल्म प्राप्त हो सके, और पेंट के आसंजन और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार की आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके। पतली परत।इसलिए, फॉस्फेटिंग प्रीट्रीटमेंट उच्च गुणवत्ता वाली फॉस्फेटिंग फिल्म प्राप्त करने का आधार है।
1. डिग्री
ग्रीस हटाने का उद्देश्य वर्कपीस की सतह पर मौजूद ग्रीस और ग्रीसी गंदगी को हटाना है।यांत्रिक विधि और रासायनिक विधि सहित।मैकेनिकल विधि में मुख्य रूप से मैनुअल ब्रशिंग, सैंड ब्लास्टिंग और शॉट ब्लास्टिंग, फ्लेम बर्निंग आदि शामिल हैं। रासायनिक विधि में मुख्य रूप से सॉल्वेंट क्लीनिंग, एसिड क्लीनिंग एजेंट क्लीनिंग, मजबूत एल्कलाइन सॉल्यूशन क्लीनिंग और लो एल्कलाइन क्लीनिंग एजेंट क्लीनिंग शामिल हैं।निम्नलिखित रासायनिक degreasing प्रक्रिया का वर्णन करता है।
1.1 विलायक सफाई
विलायक विधि का उपयोग आमतौर पर गैर ज्वलनशील हेलोहाइड्रोकार्बन वाष्प विधि या पायसीकरण विधि द्वारा ग्रीस को हटाने के लिए किया जाता है।ग्रीस को हटाने के लिए ट्राइक्लोरोइथेन, ट्राइक्लोरोइथीलीन और पर्क्लोरेथिलीन वाष्प का उपयोग करना सबसे आम तरीका है।भाप को कम करना तेज, कुशल, स्वच्छ और संपूर्ण है, और सभी प्रकार के तेल और ग्रीस पर इसका बहुत अच्छा निष्कासन प्रभाव पड़ता है।क्लोरीनयुक्त हाइड्रोकार्बन में एक निश्चित मात्रा में इमल्शन मिलाने से भिगोने और छिड़काव दोनों में अच्छा प्रभाव पड़ता है।क्लोरीनयुक्त हलोजन की विषाक्तता और उच्च वाष्पीकरण तापमान के साथ-साथ नए पानी आधारित कम क्षारीय सफाई एजेंटों की उपस्थिति के कारण, विलायक भाप और लोशन degreasing विधियों का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है।