Kromatlama Nedir, Nasıl Yapılır?

KROMATLAMA



Kromatlama işlemi ticari amaçlı olarak ilk kez, çinkoyu sülfürik asitle asidik hale getirilmiş sodyum dikromat çözeltisine daldırarak çinko üzerine kromat kaplama elde etme işlemi için orijinal patent alan E.J. Wilhelm tarafından 1936 yılında kullanılmıştır. Bu başlangıçtan itibaren çalışma yüzeyi üzerine ince bir kromat tabakası kaplama fikrine dayanan birçok işlem geliştirilmiştir. Fosfatlamada olduğu gibi, şu an bu konuda yüzlerce patent bulunmaktadır.



Genellikle çinko ve kadmiyum kaplanmış çeliğe, aluminyuma ve bazen de diğer metaller üzerine uygulanan kromatlama işlemi kimyasal olarak fosfatlama işleminden daha farklı bir şekilde çalışır. Mekanizma, redoks tepkimesi olarak bilinen durumu kapsar (Bunun için beşinci dersi tekrar gözden geçirin).

Metal, asidin etkisiyle çözünür ve karşılığında hidrojen açığa çıkmasına sebep olur. Bu yeni oluşmuş hidrojen karşılık olarak ortamdaki altı değerli kromu üç değerlikli hale dönüştürerek, bazik metal kromatın bir kısmını yakalayarak koloidal krom dikromat filmi olarak çökelmesine neden olur. Böylece, temel metal yüzeyinin kendisi metal kromata dönüştürülmeyip bunun yerine az miktarda metal kromat içeren krom dikromat çökeltisiyle kaplandığı için, bu süreci “Kromat-Dönüşüm Kaplaması” olarak adlandırmak bir parça yanlıştır. Aslında orijinal metalin o kadar az bir kısmı ince tabakanın üstünde kalır ki, metalin ince bir krom dikromat boya tabakasıyla kaplanmış olduğu izlenimini verebilir.



İnce tabaka ilk oluştuğunda nispeten yumuşaktır, gerçekte çok fazla zorlanmadan sıyrılabilir. Yaklaşık 24 saat içinde hemen hemen tamamen sabitlenir ve bu kez tam gücünün %80-90 ına ulaşır. Birkaç gün içinde de gücünün tamamına ulaşır ve gerektiğinde soğuk şekillendirme çalışmalarına bile dayanabilecek seviyeye gelir. Kurutulmuş ve bekletilmiş ince tabaka belli bir miktar hidrasyon suyu içerir. Eğer bazı nedenlerden dolayı tabaka 49°-66°C nin üzerinde ısıtılırsa, tabakada oluşan çekme gerilmelerinden ve tabakanın koruyucu niteliğinin kaybedilmesinden kaynaklanan alt-mikroskobik çatlaklar oluşabilir.



Tabakayla ilgili ilginç olan şey ise elektriksel iletkenliğinin oldukça yüksek olmasıdır. Bu, kromatlanmış parçalar arasında kolayca elektrik bağlantısı yapılabileceği anlamına gelir.



Film tabakası kalınlığının ağırlığı 11 mg/dm2 ile 54 mg/dm2 arasında değişebilir.



Tabakanın yaklaşık bileşimi Cr2O3.CrO3.xH2O şeklindedir.



Normal lehimleme işlemi reçine akısıyla yapılabilir, ama çinko söz konusu olduğunda film giderilmelidir ya da başarılı bir lehim işlemi için asit akışı kullanılmalıdır.





KROMAT



FİLMLERİN KULLANILDIĞI YERLER



1. Korozyona karşı metallerin üzerine son kat cilası olarak kullanılabilir, sınırlı bir koruma sağlar. Böylece bu film tabakası çinkonun nemli bir ortamda depolandığında beyaz lekeli bir görünüm almasına engel olur. Tabaka suda kısmi olarak çözülebildiği için ıslak ortamda sadece sınırlı bir koruma sağlar.



2. Boyama için alt tabaka olarak kullanılabilirler.

3. Kendi içinde dekoratif cila olarak kullanılabilirler. Kalınlığa (tabaka temelde şeffaftır) ve gözenekliliğe bağlı olarak, renk çeşitliliği filtreleme, kimyasal tepkimeler ve boyama ile elde edilir. Yeni hazırlanmış tabaka oldukça emicidir ve çeşitli boyaları hapsedip tutabilir. Daha sonra film kurudukça boya emiciliğini kaybeder. Renk aralığı ve görüntüsü oldukça geniştir. Yani parlaktır, saydamdır ve ilk parlak daldırma tarafından oluşturulan ya da parlak daldırma ile eş zamanlı kromat tepkimesi ile oluşan çinko ve kadmiyumun üzerine cila atılır. Cila belirsiz veya net olabilir (tabakanın kalınlığına bağlı olarak), (metal renklendirme konusuna bakınız). Daha sonra haki yeşili ile mavi arasında bir renk alır.



BANYOLARIN BİLEŞİMLERİ



Başlangıçta bahsettiğimiz gibi banyo bileşimlerinde faydalı olan her şey, patentlerle bağlanmıştır. Fosfatlamada olduğu gibi yöntem, hazır tuzlar ve çözeltiler satın almak ve banyoyu hazırlamak için, tedarikçinin önerilerine uygun olarak bunların suda çözmektir. Banyo aşağıdakilerle hazırlanır:

1. Bir kromat iyonu kaynağı (örneğin sodyum dikromat).

2. Bir ya da daha fazla aktifleştirici (bunlar, klorür, nitrat, sülfat ve florür içerebilir). Bunlar, yüzey üzerindeki doğal metal okside etki ederek metali çözeltiye karıştırma görevi görürler.

3. pH kontrolü sağlayıcılar ve tamponlar. Redoks tepkimesine dayalı bir işlem olduğundan, kromatlamada pH son derece önemlidir. Oksitleme ve indirgeme arasında çok hassas bir denge vardır. pH krom kromat tabakasının tekrar çözülmesine ya da hiç oluşmamasına neden olacak kadar düşük olmamalıdır. Metal hidroksitlerin çökelmesine neden olacak kadar da yüksek olmamalıdır.

4. Yüzey aktif kimyasallar.

Tipik bir üretim hattı Şekil 2’de görülmektedir.



TANKLAR: Tanklar, aşağıdaki listeden seçilebilecek tepkimeler için kullanılabilir: Paslanmaz çelik (karışımda klorür aktifleştirici bulunmamsı kaydıyla) 316 türü alaşım. Plastik astarlı tanklar (PVC ya da polietilen ya da polipropilen), polipropilenin ya da polietilenin katı plastik tankları.



ISITMA: 15°C ile 38°C arasındaki sıcaklıklarda çözelti ile çalışılır. Paslanmaz çelik bobinler kullanılır (eğer ortamda hiç klorür yoksa). Her tipte çözelti için teflon bobinler kullanılabilir. Kuartz veya titanyum ceketli ısıtıcılar ancak ortamda florür yoksa kullanılabilir.



ALKALİ beyazlatıcı çözeltiler için (tabakadaki çözülebilir kromatları beyazlatmak veya çıkartmak için kullanılır) kromatlama tepkimelerinde kullanılan tanklar uygundur.



BOYAMA TANKLARI İÇİN: Boya çözeltisinin pH derecesi 3 ve 4,5 arasında tutulursa önceden açıkladığımız paslanmak çelik veya plastik tanklar kullanılabilir.



Bu konu için ayırabileceğimiz yer bu kadar. Daha fazla bilgi için referanslara ve tedarikçi firmalara başvurun.



KİMYASAL KONTROL



Kontrol edilmesi gereken en önemli büyüklük, sizin de tahmin edebileceğiniz gibi pH derecesidir. Bu pH kâğıdı veya pH-metre ile kolayca ölçülebilir. Hızlandırıcı içeriğinin miktarı gibi kromat içeriğinin miktarı da önemli bir değişkendir. Hizmet sağlayıcıların verdiği metotları kullanın. Tabi ki, çalışma tanktan çıkarken sizin ne gördüğünüze ve bunu nasıl değerlendirdiğinize dayanan, deneme yanılmaya dayanan bir göz testi de her zaman mümkündür. Bu durumda, yaygın olan ne görürsen onu elde edersin sloganı gördüğünden elde edeceğin şey, elde ettiğin şeydir olarak değiştirilmelidir!



Korozyona dayanıklılığı arttırmak için yapılan kimyasal çevirimli örtü konusunu bitirmeden önce, demirli bir metal olan demiri bir siyah okside çevirerek korozyon dayanıklılığını arttıran siyah oksit işlemini anlatmamız gerekir. Bu çeşit kaplama genellikle ufak çelik parçalara uygulanır ve daha sonra çelik yağlar veya mum ile kaplanarak daha iyi bir koruma sağlanabilir. Bu bir sonraki başlık olan metallerin renklendirilmesinde anlatılmıştır, çünkü bir demirli metali siyaha boyamanın önemli yollarından biridir.