دراسة خواص طلاء سبائك الزنك والنيكل على المثبتات الفولاذية

إن طلاء سبائك الزنك والنيكل خالٍ بشكل أساسي من التقصف الهيدروجيني ولديه مقاومة ممتازة للتآكل، لذلك يصبح طبقة واقية مناسبة لمثبتات الفولاذ. من خلال اختبار عملية الطلاء الكهربائي لسبائك الزنك والنيكل، يتم تحليل وبحث مظهر وسمك طلاء سبائك الزنك والنيكل ومحتوى النيكل وقوة الترابط ومقاومة التآكل ومطابقة الطلاء. أظهرت النتائج أن سبائك الزنك والنيكل المطلية بالكهرباء هي طبقة واقية موثوقة وفعالة من حيث التكلفة ومناسبة للمثبتات الفولاذية.

في الوقت الحاضر، الجلفنة هي المعالجة السطحية المضادة للتآكل الأكثر استخدامًا على نطاق واسع للمثبتات الفولاذية. بشكل عام، تعتبر أدوات التثبيت الداخلية بشكل أساسي زخرفية، ويستخدم معظمها المجلفن الكهربائي كطريقة مفضلة لمعالجة الأسطح؛ السحابات الخارجية مقاومة للتآكل بشكل أساسي. بالإضافة إلى الجلفنة الكهربائية، يتم أيضًا اختيار الجلفنة بالغمس الساخن كطبقة حماية السطح (أساسًا مثبتات M10 أعلاه). ومع ذلك، بالنسبة للبيئات الخارجية القاسية بشكل خاص، مثل البيئات البحرية ذات الرطوبة العالية ورذاذ الملح العالي، غالبًا ما تكون مقاومة التآكل للمثبتات المجلفنة صعبة لتلبية متطلبات الاستخدام. تظهر طبقة الكادميوم المطلية بالكهرباء مقاومة ممتازة للتآكل في البيئة البحرية، وبدأ الناس في استخدام طبقة طلاء الكادميوم كطبقة حماية في البيئة البحرية، وكان التأثير أفضل [1،2]. وبما أن بلدي يعلق أهمية كبيرة على حماية البيئة، فقد تم إدراج عملية طلاء الكادميوم في كتالوج "القضاء على عمليات الإنتاج والمنتجات المتخلفة" الذي أصدرته لجنة الدولة الاقتصادية والتجارية السابقة. لذلك، من الضروري جدًا إجراء أبحاث حول العمليات البديلة لطلاء الكادميوم.

في أوائل الثمانينات، بدأت بلدي الأبحاث في مجال طلاء سبائك الزنك بالكهرباء، وقامت على التوالي بتطوير وتطبيق مجموعة متنوعة من عمليات الطلاء الكهربائي لسبائك الزنك والنيكل. عندما يكون محتوى النيكل في طلاء سبائك الزنك والنيكل من 8% إلى 15% (أفضل قيمة هي 13%)، فإن مقاومته للتآكل تكون ممتازة، وهي حوالي 3 إلى 5 أضعاف مقاومة طلاء الزنك تحت نفس السماكة؛ ومحتوى النيكل هو 15. يمكن أيضًا تخميل طلاء سبائك الزنك والنيكل أدناه٪، ويتم تعزيز مقاومة التآكل بشكل كبير بعد التخميل؛ طلاء سبائك الزنك والنيكل خالٍ بشكل أساسي من التقصف الهيدروجيني، كما أن قابلية اللحام والليونة جيدة أيضًا [3]. ولذلك، فإن طلاء سبائك الزنك والنيكل هو طبقة واقية ناضجة ومعقولة ومناسبة للمثبتات. في هذا البحث، ومن خلال اختبارات العمليات ذات الصلة، تم تحليل وبحث أداء طلاءات سبائك الزنك والنيكل.

1. الجزء التجريبي

عينة1.1

العينة عبارة عن برغي برأس مقبس سداسي الشكل، ومواصفات الخيط du003dM6، والطول الاسمي Lu003d20mm، ومستوى الأداء 8.8، والمواد 45# فولاذ.

1.2 تدفق العملية

إزالة الشحوم ← الغسيل بالماء الساخن ← الغسيل بالماء البارد ← التآكل الضعيف ← الغسيل بالماء البارد على مرحلتين ← الطلاء بالكهرباء لسبائك الزنك والنيكل ← الغسيل بالماء البارد على مرحلتين ← التخميل ← الغسيل بالماء البارد ← الغسيل بالماء الساخن ← التجفيف.

2. النتائج والمناقشة

2.1 المظهر وسمك الطلاء

يتم تخميل طلاء سبائك الزنك والنيكل لتشكيل فيلم تخميل مشرق بلون قوس قزح.

كلما زادت سماكة طلاء سبائك الزنك والنيكل، زاد عمر الحماية. مع الأخذ في الاعتبار الفجوة الخيطية للمثبتات، يتم تحديد سمك الطلاء بشكل عام (5μm ~ 10μm) [4]. في هذه التجربة، تم اختبار طلاء العينة اللولبية بواسطة مقياس سماكة محمول، وكانت السماكة حوالي 8 ميكرومتر.

2.2 محتوى النيكل في الطلاء

باستخدام التحليل الطيفي للأشعة السينية (XRF) لتحليل طلاء سبائك الزنك والنيكل، وجد أن محتوى النيكل في الطلاء يبلغ حوالي 8٪.

2.3 قوة الطلاء

بعد الاحتفاظ بالعينة اللولبية عند درجة حرارة 200 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة وتبريدها إلى درجة حرارة الغرفة، يتم ربط الطلاء جيدًا بالركيزة.

لوحة العينة (المادة: st12) مطلية بالكهرباء مع عينة المسمار في الأخدود بعد اختبار تلميع احتكاك الكرة الفولاذية (GB5270-85)، الطلاء سليم، ولا توجد ظاهرة مثل تقشير الطلاء من الركيزة.

أظهرت النتائج أن قوة الترابط لطلاء سبائك الزنك والنيكل والركيزة جيدة.

2.4 مقاومة الطلاء للتآكل

وفقًا لـ GB/T10125، تم إجراء اختبار رش الملح المحايد (NSS)، وبالمقارنة مع المسمار المطلي بالزنك (تخميل اللون)، فإن مقاومة التآكل لطلاء سبائك الزنك والنيكل أفضل من مقاومة طلاء الزنك. أظهرت الدراسات [5] أنه عندما يتآكل طلاء سبائك الزنك والنيكل، فإن وجود النيكل يتسبب في أن يكون ناتج التآكل هو ZnCl24Zn(OH)2، وهو مغطى بشكل موحد وكثيف على السطح وليس من السهل توصيل الكهرباء، لذلك له تأثير وقائي على الطلاء. علاوة على ذلك، فإن النيكل له تأثير مثبط على عملية الكاثود، وهو ما يساعد أيضًا على تحسين مقاومة التآكل. ومع ذلك، فإن منتجات التآكل لطلاءات الزنك تكون في الأساس عبارة عن أشباه موصلات فضفاضة وغير محمية. هذه الأسباب تفسر بشكل معقول نتائج الاختبار في الجدول 2.

2.5 مطابقة الطلاء والطلاء

يتم استخدام لوحة العينة (المادة: st12، سمك طلاء سبائك الزنك والنيكل حوالي 8 ميكرومتر) للتحقق من توافق الطلاء مع أنواع مختلفة من الاشعال، ويتم اختبار قوة التصاق التمهيدي وفقًا للطريقة المحددة في SJ/ T10674، وفقًا لـ GB/T1732، يتم استخدام الطريقة لاختبار مقاومة تأثير الطلاء التمهيدي، كما أن طلاء سبائك الزنك والنيكل له تطابق جيد مع مواد التمهيدي الإيبوكسي والبولي يوريثين.

يعد طلاء سبائك الزنك والنيكل طريقة حماية سهلة التشغيل وفعالة من حيث التكلفة للمثبتات الفولاذية. إذا تم استخدامه مع الطلاءات العضوية، فسوف يصبح وسيلة حماية موثوقة طويلة المدى للمثبتات الفولاذية. ومع ذلك، بالمقارنة مع الجلفنة الكهربائية (أو الجلفنة بالغمس الساخن)، فإن صيانة محلول سبائك النيكل الكهربائية المجلفنة أكثر إزعاجًا. بشكل عام، يحتاج محلول الطلاء الكهربائي إلى التحليل والتعديل كل أسبوع. في المستقبل، سيكون تطوير حلول سبائك الزنك والنيكل سهلة الصيانة بمثابة اتجاه تطويري