تاثیر پیش فعال سازی مکانیکی سطح فولاد ساده کربنی بر ساختار پوشش فسفاته Zn اعمالی

فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مقاله 1، دوره 3، شماره 8، مرداد و شهریور 1391، صفحه 1-14   

نویسندگان

لیلا فتح یونس^{* 1}؛ مازیار آزادبه²؛ فضه حیدری³

¹کارشناس ارشد مهندسی متالورژی و مواد، دانشگاه صنعتی سهند

²دانشیار دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشگاه صنعتی سهند

³کارشناس مهندسی شیمی

تاریخ دریافت: 08 دی 1394،  تاریخ پذیرش: 08 دی 1394 

چکیده

عملیات فسفاتهکاری دما پایین، برای کامل شدن عملیات پوششدهی به زمانهای طولانی نیاز دارد و بنابراین، جهت
کاهش زمان عملیات میتوان از تسریع کنندههای مکانیکی، شیمیایی و الکتروشیمیایی استفاده کرد. در این مقاله تاثیر
روشهای گوناگون فعالسازی مکانیکی سطح فولاد ساده کربنی، نظیر ساچمهپاشی، سنبادهزنی با ورق سنباده شماره 180 و
ماسهپاشی، بر ویژگیهای نظیر زبری و ساختار لایه فسفاته اعمالی فلز پایه مورد بررسی قرار گرفت. مطالعه پوششهای
حاصله به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، نشان داد که عملیات ساچمهپاشی به دلیل افزایش بیش از حد
زبری سطح، تاثیری منفی بر ساختار لایه فسفاته حاصله داشته، سبب درشتتر شدن و توزیع نایکنواخت بلورهای فسفاته
میشود. از سوی دیگر، مشاهده شد که آمادهسازی سطح به وسیله عملیات ماسهپاشی، به دلیل تشکیل پروفیل زبری مناسب
روی سطح، سبب افزایش مراکز جوانهزنی بلورهای فسفاته در مقایسه با حالتی شد که آمادهسازی سطح به وسیله عملیات
سنبادهزنی انجام گرفت. در نتیجه، با پرداخت سطح به وسیله عملیات ماسهپاشی، پوششهایی ریزدانه و متراکمتری بدست
آمد. در ادامه نیز با توجه به اندازهگیری زمان بهینه فسفاتهکاری، ضخامت، وزن و چگالی پوششهای اعمالی روی سطوح با
بافت سطحی گوناگون، مشاهده شد که فعالسازی سطح به وسیله روش ماسهپاشی، سبب تشکیل پوششی چگالتر با وزن
کمتر در زمانهای فسفاتهکاری کوتاهتر شد. 

کلیدواژه‌ها

فولاد کربنی؛ پوشش فسفاته Zn؛ آمادهسازی مکانیکی سطح؛ ساچمهپاشی؛ سنبادهزنی؛ ماسهپاشی؛ ریختشناسی پوشش؛ ساختار ریزدانه

مراجع

1- T. S. N.Sankara Narayanan, “Surfacepretreatment by phosphate conversion coatinga

review”, National Metallurgy Laboratory,India, 9, 130-17, 2005.

2- W. Rausch, “The phosphating of Metals”,ASM International, 434-365, 1990.

3- N. L. yuan, “Cathodic phosphate coatingcontaining nano zinc particles on magnesium

alloy”, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 18,365-368, 2008.

4- M. C. M.Farias, C.A. L.Santos, Z.panossian, A.Sinatora, “Fricion behavior of

lubricated Zinc Phosphate coatings”, Wear,266, 873-877, 2009.

5- Metals handbook, 9th Ed, vol. 5, pp: 379-404.

6- G. Song, “Electroless deposition of a prefilmof electrophoresis coating and its

corrosion resistance on an Mg alloy”,Electrochimica Acta, 55, 2258–2268, 2010 .

7- M. Manna, “Characterisation of phosphatecoatings obtained using nitric acid free

phosphate solution on three steel substrates:An option to simulate TMT rebars surfaces”,

Surface & Coatings Technology, 203, 1913–1918, 2009 .

8- P. E. Tegehall, and N. G. Vanerberg,“Nucleation and formation of zinc phosphate

conversion coating on cold-rolled steel”,Corrosion Science, 32, 635-652, 1991.

9- C. T. Yap, T. L. Tan, L. M. Gan,“Evaluation of zinc phosphate coating on cold

rolled steel surface by X-Ray fluorescencetechnique”, Apllied Surface Science, 27, 247-

254, 1986.

10- D. Susaca, X. Suna, R. Y. Lia, K. C.Wonga, P. C. Wonga, K. A. R.Mitchella, R.

Champaneria, “Microstructural effects on theinitiation of zinc phosphate coatings on 2024-

T3 aluminum alloy”, Applied Surface Science,

239, 45–59, 2004.

11- T. Biestek and j. Weber, “Electrolytic andchemical conversion coatings, A concise

surrey of their production, properties andtesting” Wgdawnictwa Naukowo Technicane, ,

128-224, 1976.

12- S. Jegannathana, T.K. Arumugama, T. S.N.Sankara, K. Ravichandranc, “Formation and

characteristics of zinc phosphate coatingsobtained by electrochemical treatment:

Cathodic vs. anodic”, Progress in OrganicCoatings, 65, 229–236, 2009 .

13- S. Jegannathan, T.S.N. Sankara, K.Ravichandran, S. Rajeswari, “Formation of

zinc phosphate coating by anodicelectrochemical treatment”, Surface &

Coatings Technology, 200, 6014–6021, 2006.

14- F. Mansfeld, J. B. lumsden, S. L. J.jaquet& S. Tsai, “Corrosion control by organic

coatings”, publisher: NACE NationalAssociation of Corrosion Engineers, 227-273,

1989.

15- J. K. Yang, J. G. Kim, J. S. Chun, “A studyof the effect of ultrasonics on manganese

phosphating of steel”, Thin Solid Films, 101,193-200, 1983.

16- W. J. Wittke, “Phosphate coating”, MetalFinishing, 576-620, 1980.

17- S. Scislowski, “phosphating, part II-TotalAcid, free Acid and pH”, Metal Finishing, 84,

35-40, 1991.

18- Din-50942, “Phosphating of metals”, 1987.

19- L. A. Isaicheva, N. M. Trepak, A. L.L’vov, “The kinetics of phosphate film

formation on the type MA 21 magnesium–Lithium Alloys”, Protection of Metals, 42,

389–393, 2006.

20- E. L. Ghali, R. J. A. Potvin, “Themechanism of phosphating of steel”, CorrosionScience, 12 583-594, 1972.

21- G. Y. Li, J. S. Lianand, L. Y. Niu, “Growthof zinc phosphate coatings on AZ91Dmagnesium alloy”, Surface & CoatingsTechnology, 201 1814–1820, 2006.

22- L. Y. Niu, Z. H. Jiang, G. Y. Li, C. D. Gu,J. S. Lian, “A study and application of zinc

phosphate coating on AZ91D magnesiumalloy”, Surface & Coatings Technology, 200,

3021– 3026, 2006.

13- M. Sheng, Ch. Wanga, Q. Zhong, Y. Wei,Y. Wang, “Ultrasonic irradiation and its

application for improving the corrosionresistance of phosphate coatings on aluminum

alloys”, Ultrasonics Sonochemistry, 17, 21–25,2010.

24- E. P. Banczek, P. R. P.Rodrigues, I. Costa,“Investigation on the effect of benzotriazole on

the phosphating of carbon steel”, Surface &Coatings Technology, 201, 3701–3708, 2006.

25- Ch. M. Wang, H. Ch. Liau, W. T. Tsai,“Effects of temperature and applied potential

on the micro structure and electrochemicalbehavior of manganes phosphate coating”,

Surface & Coatings Technology, 201, 2994-3001, 2006.

26- Sh. L. Zhang, “The growth of zincphosphate coatings on 6061-Al alloy”, Surface

& Coatings Technology, 202, 1674-1680,2008.

27- B. Cheng, “Studies of phosphateconversion coatings on pure aluminium”, the

university of Western Ontario London,Department of chemistry, 1996.

28- CH. Ying-liang, W. Hai-lan, CH. Zhenhua,W. Hui-min, “Phosphating process of

AZ31 magnesium alloy and corrosionresistance of coatings”, Trans. NonferrousMet. SOCC. Hina, 16, 1086-1091, 2006.

29- L. Kouisnia, M. Azzia, F. Dalardb, S.Maximovitch, “Phosphate coatings on

magnesium alloy AM60 Part 2:Electrochemical behaviour in borate buffer

solution”, Surface & Coatings Technology,192, 239– 246, 2005 .

30- N. Satoh and T. Minami, “Relationshipbeween the formation of zinc phosphate

crystals and their electrochemical properties”,Surface and Coating Technology, 34, 331-343,. 1988.