بررسی تأثیر افزایش تعداد دفعات فسفاته‌کاری بر ساختار و ویژگی‌های لایه ایجاد شده بر سطح فولاد ساده‌کربنی

نوع مقاله : مقاله کوتاه

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشگاه صنعتی سهند، دانشکده مهندسی مواد

2 دانشیار، دانشگاه صنعتی سهند، دانشکده مهندسی مواد

چکیده

انحلال فلز­پایه یکی از مراحل اولیه و اصلی در حین فرآیند فسفا­ته­کاری است که می­­تواند بر روی بافت سطحی فلز­پایه تاثیر گذاشته و در نتیجه خواص پوشش­ مجدد اعمالی بر روی سطح را پس از حذف لایه فسفا­ته اولیه، تحت تاثیر قرار دهد. برای بررسی صحت این فرضیه، بافت سطحی فولاد­ ساده­کر­بنی پس از حذف پوشش فسفا­تهZn، مورد مطالعه قرار گرفت و آزمون آنالیز عنصری (EDX) بر روی سطح انجام شد. نتایج این آزمون­ها، نواحی انحلال یافته و بقا­یا­یی از پوشش اولیه را بر روی سطح نشان داد که این مناطق می­توانند برای تشکیل بلور­های فسفاته مستعد باشند. از طرفی اندازه­گیری­ زبری سطح فلز­پایه قبل از انجام فسفا­ته­کاری نهایی نشان داد که با افزایش تعداد دفعات فسفاته­کاری به دلیل گسترش نواحی انحلال یافته و حضور بقایای پوشش در این مکان­ها، زبری سطح افزایش می­یابد که این افزایش در زبری سطح به همراه گسترش نواحی انحلال یافته، می­تواند برای جوانه­زنی مفید باشد. در نتیجه با افزایش تعداد دفعات فسفا­ته­کاری، پوشش­ها­یی با ساختار ریز­تر­دانه­تر و متراکم­تر، بدون تغییر در ترکیب شیمیایی حمام فسفاته­کاری، تشکیل شدند. همچنین با توجه به اندازه­گیری زمان بهینه فسفا­ته­کاری، ضخامت، جرم و چگالی پوشش، مشاهده شد که با افزایش تعداد دفعات فسفا­ته­کاری، پوششی چگا­ل­تر با جرم کمتر، در زمان­های فسفا­ته­کاری کوتاه­تری تشکیل شد.

کلیدواژه‌ها


[1] H. Zhang, G. Yao, Sh. Wang, Y. Liu, “A chrome-free conversion coating for magnesium–lithium alloy by phosphate–permanganate solution”, Surface & Coatings Technology, vol. 202, pp. 1825–1830, 2008. [2] L.Y. Niu, “A study and application of zinc phosphate coating on AZ91D magnesium alloy”, Surface & Coatings Technology, vol. 200, pp. 3021-30263, 2006. [3] N. Li-yuan, “Cathodic phosphate coating containing nano zinc particles on magnesium alloy”, Trans Nonferrous Met Soc China, vol.18, pp. 365-368, 2008. [4] T.S.N. Sankara Narayanan, “Corrosion resistance of phosphate coatings obtained by cathodic electrochemical treatment: Role of anode–graphite versus steel”, Progress in Organic Coatings, vol. 55, pp. 355-362, 2006. [5] G.Y. Li, J.S. Lian and L.Y. Niu, “Growth of zinc phosphate coatings on AZ91D magnesium alloy”, Surface & Coatings Technology, vol. 201, pp. 1814-1820, 2006. [6] Y. Totik, “The corrosion behaviour of manganese phosphate coatings applied to AISI 4140 steel subjected to different heat treatments”, Surface & Coatings Technology, vol. 200, pp. 2711-2717, 2006. [7] M. Manna, “Characterisation of phosphate coatings obtained using nitric acid free phosphate solution on three steel substrates: An option to simulate TMT rebars surfaces”, Surface & Coatings Technology, vol. 203, pp. 1913-1918, 2009. [8] J.B. Bajat a, V.B. Miskovi, “Adhesion characteristics and corrosion stability of epoxy coatings electrodeposited on phosphated hot-dip galvanized steel”, Progress in Organic Coatings, vol. 63, pp. 201-208, 2008. [9] L. Feng, SH. Da-yongand and H. En-hou, “Barium phosphate conversion coating on die-cast AZ91D magnesium alloy”, Trans Nonferrous Met Soc China, vol. 18, pp. 344-348, 2008. [10] G. Bikulcius, V. Burokas and A. Martusiene, “Effects of magnetic fields on the phosphating process”, Surface and Coatings Technology, vol. 172, pp. 139-143, 2003. [11] G. Song, “Electroless deposition of a pre-film of electrophoresis coating and its corrosion resistance on an Mg alloy”, Electrochimica Acta, vol. 55, pp. 2258–2268 , 2010. [12] Q. Li, Sh. Xua, “The effects to the structure and electrochemical behavior of zinc phosphate conversion coatings with ethanolamine on magnesium alloy AZ91D”, Electrochimica Acta, vol. 55, pp. 887-894 , 2010. [13] D. Susac, X. Sun, “Microstructural effects on the initiation of zinc phosphate coatings on 2024-T3 aluminum alloy”, Applied Surface Science, vol. 239, pp. 45-59, 2004. [14] Z. Shenglin, “Study on phosphating treatment of aluminum, alloy role of yttrium oxide”, Journal of rare earths, vol 31, pp. 469-480, 2009. [15] L. Kouisnia, M. Azzia and F. Dalardb, “Phosphate coatings on magnesium alloy AM60 Part 2: Electrochemical behaviour in borate buffer solution”, Surface & Coatings Technology, vol.192, pp. 239-246, 2005. [16] M. Sheng, “Ultrasonic irradiation for improving the corrosion resistance of phosphate coatings on aluminum alloys”, Ultrasonics Sonochemistry, vol. 17, pp. 21-25, 2010. [17] T. Biestek and j. Weber, “Electrolytic and chemical conversion coatings, A concise surrey of their production, properties and testing” Wgdawnictwa Naukowo Technicane, Portcullis Press Limited, 1976, pp. 128-224, [18] J. K. Yang, J. G. Kim and J. S. Chun, “A study of the effect of ultrasonics on manganese phosphating of steel”, Thin Solid Films, vol. 101, pp. 193-200, 1983. [19] S. Scislowski, “phosphating, part II-Total Acid, free Acid and pH”, Metal Finishing, vol. 84, pp. 35-40, 1991. [20] T. S. N.Sankara Narayanan, “Surface pretreatment by phosphate conversion coating- a review”, National Metallurgy Laboratory, India, vol. 9, pp. 130-177, 2005. [21] E. L. Ghali and R. J. A. Potvin, “The mechanism of phosphating of steel”, Corrosion Science, vol. 12, pp. 583-594, 1972. [22] E. P. Banczek, P. R. P.Rodrigues, I. Costa, “Investigation on the effect of benzotriazole on the phosphating of carbon steel”, Surface & Coatings Technology, vol. 201, pp. 3701–3708, 2006. [23] Ch. M. Wang, H. Ch. Liau, W. T. Tsai, “Effects of temperature and applied potential on the micro structure and electrochemical behavior of manganes phosphate coating”, Surface & Coatings Technology, vol. 201, pp. 2994-3001, 2006. [24] Sh. Zhang, “The growth of zinc phosphate coatings on 6061-Al alloy”, Surface & Coatings Technology, vol. 202, pp. 1674-1680, 2008. [25] G. Bikulcius, A. Rucinskiene, “Influence of a static magnetic field on the protective ability of chromatic conversion coatings on zinc”, Surface & Coatings Technology, vol. 187, pp. 388– 392, 2004.