طلاء تحويل الفوسفات

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

طلاء تحويل الفوسفات هو معالجة كيميائية تُطبق على أجزاء الفولاذ ، مما يخلق طبقة رقيقة من فوسفات الحديد أو الزنك أو المنغنيز ، لتحقيق مقاومة التآكل أو التزييت أو كأساس للطلاءات أو الدهانات اللاحقة. [1] [2] [3] إنه أحد أكثر أنواع طلاء التحويل شيوعًا . تُسمى العملية أيضًا طلاء الفوسفات أو الفوسفاتة أو الفوسفاتة أو الفوسفاتة [ 4] . تُعرف أيضًا بالاسم التجاري Parkerizing ، خاصةً عند تطبيقها على الأسلحة النارية وغيرها من المعدات العسكرية . [5] : 393 

يتم الحصول على طلاء الفوسفات عادة عن طريق وضع محلول مخفف من حمض الفوسفوريك على الجزء الفولاذي ، وربما مع أملاح الحديد والزنك و/أو المنغنيز القابلة للذوبان. يمكن تطبيق المحلول عن طريق الإسفنج أو الرش أو الغمر. [ 6 ] يمكن أيضًا استخدام طلاءات تحويل الفوسفات على الألومنيوم والزنك والكادميوم والفضة والقصدير . [7] [8 ]

تاريخ

تم اكتشاف فوسفات الأسلحة النارية حوالي عام 1910، عندما وجد أن سطح الفولاذ إذا تم تغييره إلى فوسفات يكتسب مقاومة كبيرة للتآكل. [5] : 393  حتى أربعينيات القرن العشرين كانت شائعة جدًا في الولايات المتحدة حتى تم تقديم طرق أكثر حداثة ولكنها مماثلة للتشطيبات المعدنية. [5] : 393 

أنواع

الأنواع الرئيسية لطلاءات الفوسفات هي المنغنيز والحديد والزنك. [9]

عملية

تستفيد هذه العملية من انخفاض قابلية ذوبان الفوسفات عند درجة حموضة متوسطة أو عالية . الحمام عبارة عن محلول من حمض الفوسفوريك (H3PO4 ) ، يحتوي على كاتيونات الحديد أو الزنك أو المنغنيز المرغوبة وغيرها من المواد المضافة. [10] يتفاعل الحمض مع معدن الحديد لإنتاج الهيدروجين وكاتيونات الحديد:

حديد + 2 هيدروجين
3ا+
→ الحديد2+
+ ح
2+ 2 ساعة
2ا

يؤدي التفاعل الذي يستهلك البروتونات إلى رفع درجة حموضة المحلول في المنطقة المجاورة مباشرة للسطح، حتى تصبح الفوسفات في النهاية غير قابلة للذوبان وتترسب فوقه. كما يؤدي تفاعل الحمض والمعدن إلى تكوين فوسفات الحديد محليًا والذي قد يترسب أيضًا. عند ترسب فوسفات الزنك أو فوسفات المنغنيز، قد تكون فوسفات الحديد الإضافية شوائب غير مرغوب فيها.

غالبًا ما يتضمن الحمام مؤكسدًا، مثل نترات الصوديوم ( NaNO2 )، لاستهلاك غاز الهيدروجين ( H2O2).
2) - والتي من شأنها أن تشكل طبقة من الفقاعات الصغيرة فوق السطح، مما يؤدي إلى إبطاء التفاعل. [10]

يمكن أن تسبق خطوة الفسفرة الرئيسية حمام "تنشيط" يخلق جزيئات صغيرة من مركبات التيتانيوم على السطح. [10]

يعتمد أداء طلاء الفوسفات على بنيته البلورية وكذلك سمكه. عادةً ما يكون الهيكل البلوري الدقيق الكثيف ذو المسامية المنخفضة هو الأفضل لمقاومة التآكل أو الطلاء اللاحق. قد يكون الهيكل الخشن الحبيبات المشبع بالزيت هو الأفضل لمقاومة التآكل. يمكن التحكم في هذه العوامل عن طريق تغيير تركيز الحمام والتكوين ودرجة الحرارة والوقت. [6]

باركر

مسدس مدني مطلي بالزنك عيار .45 ACP من إنتاج Springfield Armory, Inc. M1911-A1

تعد عملية باركرة طريقة لحماية سطح الفولاذ من التآكل وزيادة مقاومته للتآكل من خلال تطبيق طلاء تحويل الفوسفات الكيميائي. وعادة ما يتم تطبيقها على الأسلحة النارية. [5] : 393  تعتبر عملية باركرة عادةً عملية فوسفات محسنة للزنك أو المنغنيز ، وليست عملية فوسفات محسنة للحديد، على الرغم من أن البعض يستخدم مصطلح باركرة كمصطلح عام لتطبيق طلاءات الفوسفات (أو الفسفرة) التي تتضمن عملية فوسفات الحديد.

الترابط والفوسفات والفوسفات هي مصطلحات أخرى مرتبطة بعملية باركرايزينج ولكنها كانت تستخدم غالبًا في تشطيبات أجزاء السيارات لأنها تعطي حبيبات أدق على السطح. [ 5] : 394  كما عُرفت أيضًا باسم التخليل في سياق الحديد المطاوع والصلب . [11]

تُستخدم عملية باركريزنج عادةً في الأسلحة النارية كبديل أكثر فعالية لعملية التبييض ، وهي عبارة عن طلاء تحويل كيميائي تم تطويره في وقت سابق . كما تُستخدم على نطاق واسع في السيارات لحماية الأجزاء المعدنية غير المكتملة من التآكل.

لا يمكن استخدام عملية باركر لحماية المعادن غير الحديدية مثل الألومنيوم أو النحاس أو النحاس الأصفر ولكن يمكن استخدامها للتلميع الكيميائي أو الحفر بدلاً من ذلك. وبالمثل لا يمكن تطبيقها على الفولاذ الذي يحتوي على كمية كبيرة من النيكل أو على الفولاذ المقاوم للصدأ . يمكن استخدام التخميل لحماية المعادن الأخرى.

التاريخ المبكر

بدأ تطوير هذه العملية في إنجلترا واستمرت عائلة باركر في الولايات المتحدة . المصطلحات Parkerizing و Parkerize و Parkerized كلها علامات تجارية أمريكية مسجلة تقنيًا لشركة Henkel Adhesives Technologies ، على الرغم من أن المصطلح انتقل إلى الاستخدام العام إلى حد كبير لسنوات عديدة. تم استخدام هذه العملية لأول مرة على نطاق واسع في تصنيع الأسلحة النارية للجيش الأمريكي خلال الحرب العالمية الثانية . [12]

تم تطوير أقدم عمل على عمليات الفسفرة من قبل المخترعين البريطانيين ويليام ألكسندر روس، براءة الاختراع البريطانية 3119، في عام 1869، وتوماس واتس كوسليت، براءة الاختراع البريطانية 8667، في عام 1906. قدم كوسليت، من برمنغهام، إنجلترا ، براءة اختراع تعتمد على نفس العملية في أمريكا في عام 1907، والتي مُنحت براءة الاختراع الأمريكية 870937 في عام 1907. وقد وفرت في الأساس عملية فوسفات الحديد، باستخدام حمض الفوسفوريك .

تم تقديم طلب براءة اختراع محسن لفسفرة المنغنيز يعتمد إلى حد كبير على عملية فسفرة الحديد البريطانية المبكرة هذه في الولايات المتحدة في عام 1912، وتم إصداره في عام 1913 إلى فرانك روبرت جرانفيل ريتشاردز كبراءة اختراع أمريكية رقم 1,069,903 .

حصل كلارك دبليو باركر على حقوق براءات الاختراع الأمريكية التي يملكها كوسليت وريتشاردز، وأجرى تجارب في مطبخ العائلة باستخدام هذه التركيبات وغيرها من التركيبات المقاومة للصدأ. وكانت النتيجة النهائية أن باركر، بالتعاون مع ابنه وايمان سي باركر، أسسا شركة باركر للفوسفات المقاومة للصدأ في أمريكا في عام 1915.

ثم تقدم RD Colquhoun من شركة Parker Rust-Proof Phosphating Company of America بطلب براءة اختراع آخر للفوسفات المحسنة في عام 1919. وقد صدرت هذه البراءة في عام 1919 باعتبارها براءة اختراع أمريكية رقم 1,311,319 ، لتقنية فوسفات المنغنيز المحسنة (Parkerizing).

وعلى نحو مماثل، تقدم بيكر ودينغمان من شركة باركر راست برووف بطلب للحصول على براءة اختراع لعملية فوسفات المنغنيز المحسنة (باركرايزينج) في عام 1928، والتي قللت وقت المعالجة إلى ثلث الوقت الأصلي المطلوب من خلال تسخين المحلول إلى درجة حرارة في النطاق المتحكم فيه بدقة من 500 إلى 550 درجة فهرنهايت ( 260 إلى 288 درجة مئوية). وقد صدرت هذه البراءة باعتبارها براءة اختراع أمريكية رقم 1,761,186 في عام 1930.

لا تزال عملية فوسفات المنغنيز، حتى مع هذه التحسينات في العملية، تتطلب استخدام مركبات المنغنيز باهظة الثمن ويصعب الحصول عليها. بعد ذلك، طورت شركة باركر تقنية بديلة لاستخدام مركبات أسهل في الحصول عليها بتكلفة أقل من خلال استخدام فوسفات الزنك بدلاً من فوسفات المنغنيز. تم منح براءة اختراع عملية فوسفات الزنك هذه (باستخدام المركبات الاستراتيجية التي ستظل متاحة في أمريكا أثناء الحرب) للمخترع روميج من شركة American Chemical Paint Company في عام 1938 كبراءة اختراع أمريكية رقم 2،132،883 ، قبل فقدان الوصول السهل إلى مركبات المنغنيز التي حدثت أثناء الحرب العالمية الثانية .

على غرار تحسينات عملية فوسفات المنغنيز المحسنة التي اكتشفها بيكر ودينغمان، تم العثور على طريقة محسنة مماثلة لعملية فوسفات الزنك المحسنة أيضًا. اكتشف هذا التحسين دارسي من شركة باركر راست بروف، الذي قدم براءة اختراع في فبراير 1941، والتي مُنحت في أغسطس 1942، براءة اختراع الولايات المتحدة 2،293،716 ، والتي حسنت عملية فوسفات الزنك (باركر). اكتشف أن إضافة النحاس تقلل من متطلبات الحموضة عما كان مطلوبًا، وأن إضافة الكلورات إلى النترات المستخدمة بالفعل ستسمح أيضًا بتشغيل العملية عند درجة حرارة أقل بكثير في نطاق 115 إلى 130 درجة فهرنهايت (46 إلى 54 درجة مئوية)، مما يقلل من تكلفة تشغيل العملية بشكل أكبر. وبفضل هذه التحسينات في العملية، كانت النتيجة النهائية هي أن عملية فوسفات الزنك منخفضة الحرارة (الموفرة للطاقة)، ​​باستخدام مواد استراتيجية كانت الولايات المتحدة قادرة على الوصول إليها بسهولة، أصبحت عملية الفوسفات الأكثر شيوعًا المستخدمة خلال الحرب العالمية الثانية لحماية المواد الحربية الأمريكية مثل الأسلحة النارية والطائرات من الصدأ والتآكل.

التطورات اللاحقة

مسدس جلوك 17 مع طبقة علوية سوداء من باركيريزد

تستخدم شركة Glock Ges.mbH ، وهي شركة نمساوية لتصنيع الأسلحة النارية، عملية طلاء Parkerizing باللون الأسود كطبقة نهائية لعملية Tenifer لحماية شرائح المسدسات التي تصنعها. بعد تطبيق عملية Tenifer، يتم وضع طبقة طلاء Parkerized باللون الأسود ويتم حماية الشريحة حتى لو تآكلت طبقة طلاء Parkerized. باستخدام هذه الطريقة، تصبح عملية طلاء Parkerizing تقنية تشطيب وقائية وزخرفية تُستخدم على تقنيات أساسية أخرى محسنة لحماية المعادن.


تنتشر في بعض الأحيان في منشورات الأسلحة وصفات مماثلة لمطبخ الموقد، ويتم بيع مجموعات Parkerizing من قبل موزعي أجزاء الأسلحة الرئيسيين مثل Brownells.

الاستخدامات

طلاء أساس

تُستخدم الطلاءات الفوسفاتية أيضًا بشكل شائع كتحضير فعال للسطح لمزيد من الطلاء و/أو الطلاء، مما يوفر التصاقًا ممتازًا وعزلًا كهربائيًا. [6]

مقاومة التآكل

غالبًا ما تُستخدم الطلاءات الفوسفاتية لحماية الأجزاء الفولاذية من الصدأ وأنواع أخرى من التآكل. ومع ذلك، فهي مسامية إلى حد ما، لذا فإن هذا الاستخدام يتطلب تشريب الطلاء بالزيت أو الطلاء أو بعض مواد الختم الأخرى. والنتيجة هي طبقة عازلة ملتصقة بإحكام (عازلة كهربائيًا) يمكنها حماية الجزء من التآكل الكهروكيميائي والتآكل تحت الطلاء. [6]

مقاومة التآكل

تُستخدم الطلاءات المصنوعة من الزنك والمنجنيز للمساعدة في كسر المكونات المعرضة للتآكل [1] والمساعدة في منع التآكل . [6]

تشحيم

في حين أن طلاء فوسفات الزنك بحد ذاته كاشط إلى حد ما ، إلا أنه يمكن تحويله إلى طبقة تشحيم لعمليات التشكيل البارد عن طريق المعالجة بستيرات الصوديوم ( الصابون ). يتفاعل الصابون مع بلورات الفوسفات لتكوين طبقة ستيرات الزنك رقيقة جدًا غير قابلة للذوبان وكارهة للماء ، مما يساعد على تثبيت ستيرات الصوديوم غير المتفاعلة حتى في ظل التشوه الشديد للجزء، كما هو الحال في سحب الأسلاك . [1] [13]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ abcd "فوسفات الزنك والمنجنيز". www.parkerhq.com . شركة باركر رست برووف في كليفلاند . تم الاسترجاع في 30 سبتمبر 2014 .
  2. ^ "الفوسفات؛ الحماية المتقدمة من التآكل". surfacepretreatment.com . مؤرشف من الأصل في 2011-07-16.
  3. ^ TSN Sankara Narayanan (2005): "[المعالجة السطحية المسبقة بواسطة طلاءات تحويل الفوسفات - مراجعة المعالجة السطحية المسبقة بواسطة طلاءات تحويل الفوسفات - مراجعة]" Rev.Adv.Mater.Sci ، المجلد 9، الصفحات 130-177.
  4. ^ W. Meisel (1986): "دراسات حول فوسفات الصلب ومنتجاته المسببة للتآكل". فصل التطبيقات الصناعية لتأثير موس باور . doi :10.1007/978-1-4613-1827-9_15
  5. ^ abcde Dunlap, Roy F. (2003). Gunsmithing : a manual of firearms design, building, alteration, and remodeling : for amateur and professional gunsmiths, and users of modern firearms (2 ed.). Harrisburg, Pa.: Stackpole Co. ISBN 0-8117-0770-9. OCLC  59667928.
  6. ^ abcdef جيم دوفور (2006): مقدمة في علم المعادن ، الطبعة الخامسة، الصفحات IX 11–12.
  7. ^ جوزيف إدواردز (1997): أنظمة الطلاء ومعالجة الأسطح للمعادن . Finishing Publications Ltd. ISBN 0-904477-16-9 
  8. ^ J. Skar, M. Walter, and D. Albright (1997): "Non-Chromate Conversion Coatings for Magnesium Die Castings". SAE Technical Paper 970324, doi :10.4271/970324
  9. ^ "طلاء الفوسفات: فوسفات الزنك أو الحديد أو المنغنيز". United Plating, Inc. مؤرشف من الأصل في 17 يوليو 2011.
  10. ^ abc Stauffer, JL (1993). Finishing Systems Design and Implementation: A Guide for Product Parameters, Coatings, Process, and Equipment . SME. ص 132-134. ISBN 9780872634343.
  11. ^ فايفر، ج. (18 يوليو 1933). "تخليل الحديد المطاوع والصلب باستخدام حمض الفوسفوريك". المؤتمر العالمي الأول للبترول، لندن، المملكة المتحدة، يوليو 1933. (WPC-1122).
  12. ^ "Just The Facts". Calvan.com . تم الاسترجاع في 12 أبريل 2014 .
  13. ^ "Wire Drawing Phosphate". مؤرشف من الأصل في 28 فبراير 2009. تم الاسترجاع في 3 يناير 2009 .

مصادر

  • MIL-HDBK-205، طلاء الفوسفات والأكسيد الأسود للمعادن الحديدية : نظرة عامة قياسية على طلاء الفوسفات والأكسيد الأسود (التلطيخ الأزرق)
  • بودينسكي، كينيث جي. (1988)، هندسة السطح لمقاومة التآكل ، إنجلوود كليفس، نيوجيرسي : برنتيس هول، ص. 48
  • بريمي، مارغوري أ. (1965)، التشطيب الكهربائي ، نيويورك، نيويورك : شركة إلسيفير الأمريكية للنشر، ص 62-63.
  • Henkel Surface Technologies—المالك الحالي لـ Parco-Lubrite (عملية فوسفات المنغنيز) وطلاءات Parkerizing الأخرى لمنع الصدأ. (Parco هي علامة تجارية مسجلة لشركة Henkel Surface Technologies.)
  • شركة كورال للكيماويات - المالك الحالي لشركة كورال إيكو تريت (عملية طلاء تحويل الفاناديوم)
  • شركة Parker Rust-Proof of Cleveland—آخر شركة متبقية من بين الشركات الأربع المرخصة الأصلية لشركة Parker Chemical، تقدم حاليًا خدمات الفسفرة
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=طلاء_تحويل_الفوسفات&oldid=1239302158"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate