תמלול: ציפויים, גימורים וצבע

הטקסט המלא של הקריינות בכל 21 הפרקים. הוא נוצר אוטומטית מהכתוביות שבסרטון, ולכן ייתכנו שגיאות. הסימן … מציין מקום שבו הזיהוי האוטומטי לא הצליח. חזרה לקורס הווידאו

0. מפת עולם הציפויים

החלק יצא מהכרסומת מושלם: כל המידות בטולרנס והגימור נקי. אבל אם נשאיר אותו ככה, הוא לא ישרוד. פלדה מחלידה, אלומיניום מתחמצן ומתכסה באבקה לבנה, ומשטח שמתחכך במשטח אחר נשחק. העיבוד נותן לחלק צורה, והגימור והציפוי שומרים עליו לאורך זמן.

בקורס הזה נעבור על כל מה שקורה לחלק אחרי העיבוד: איך מכינים את השטח, אילו ציפויים קיימים, איך כל אחד מהם עובד, ואיך בוחרים נכון. יש כמה סיבות לצפות חלק, ולפעמים ציפוי אחד עונה על כמה מהן. הסיבה הראשונה והנפוצה ביותר היא הגנה מפני קורחיה.

השנייה היא עמידות לבלאי: ציפוי קשה מאריך את החיים של משטח שמתחכך או נשחק. השלישית היא מראה: צבע, גוון, ברק או מראה מט. הרביעית היא תכונות חשמליות: יש ציפויים שמוליכים היטב, כמו כסף חהב במגעים, ויש ציפויים שמבודדים, כמו אנודיזציה.

נמוך, אי הידבקות, יכולת הלחמה, או החזרת מידה לחלק שנשחק. כדי להבין את עולם הציפויים, כדאי להסתכל על חתך של השטח ולשאול שאלה אחת: מה הציפוי עושה לחומר הבסיס? בגימור מכני, כמו התזה או ליטוש, לא מוסיפים חומר בכלל. משנים רק את הטקסטורה של השטח.

בציפוי המרה, השכבה העליונה של החלק עצמו הופכת לתרכובת אחרת, בתגובה כימית או אלקטרוכימית. הציפוי צומח מתוך המתכת. כך עובדים פוספטחיציה, השחרה, ציפוי כרומטיואנודיזציה. בציפוי מתכתי, מניחים על החלק שכבה של מתכת אחרת: בזרם חשמלי, בתגובה כימית, או בטבילה במתכת מותכת.

בצבע, מניחים שכבה אורגנית של פולימר, שיוצרת מחסום בין המתכת לסביבה. חומרים שאי אפשר להניח בשיטות האחרות, כמו קרמיקה וקרבידים. ההבדל בין המשפחות ניכר גם בעובי. ציפוי כרומטי על אלומיניום דק מאוד, הרבה פחות ממיקרון.

ציפוי PVD על כלי חיתוך עבה כמה מיקרונים. ציפוי חשמלי ואנודיזציה רגילה נמצאים בדרך כלל בתחום של 5 עד 25 מיקרון. אנודיזציה קשה מגיעה לעשורות מיקרונים. מערכת צבע שלמה היא בדרך כלל 100 מיקרון ויותר, וריסוס תרמייכול להגיע לעשיריות מילימטר.

לעובייש משמעות ישירה בשרטוט. ציפוי של 25 מיקרון על כל צד מגדיל קוטר חיצוני ב-50 מיקרון, ומקטין קדח באותו שיעור. בהברגה ההשפעה גדולה עוד יותר: בגלל הזווית של ההברגה, … pitch משותנה בערך פי4 מעובי הציפוי.

ובאנודחציה קשה, בערך חצי מהשכבה צומח פנימה לתוך החומר וחצי צומח החוצה. לכן חייבים לדעת אם המידה בשרטוט היא לפני הציפוי או אחריו. ציפוי מגן מקורחיה בשתי דרכים עיקריות. הדרך הראשונה היא מחסום: הציפוי מפריד בין המתכת לבין הלחות והחמצן.

כך עובדים צבע, ניקל וכרום. החיסרון הוא שכשנוצרת שריטה עד המתכת, ההגנה במקום הזה נעלמת. הדרך השנייה היא הגנה קורבנית. אבץ פעיל יותר מפלדה, ולכן כשנוצרת שריטה, האבץ שמסביב נאכל במקום הפלדה ומגן עליה.

כך עובדים ציפוי אבץ וגילוון. אותו עיקרון מסביר גם קורוזיה גלוונית. כששתי מתכות שונות נוגעות זו בזו בנוכחות לחות, המתכת הפעילה יותר נאכלת. דוגמה קלאסית היא בורג נירוסטה בחלק אלומיניום בלי בידוד.

לכן בחירת ציפוי מתחילה תמיד בשאלה: על איזו מתכת מצפים, ומה נוגע בה. איך בוחרים ציפוי? שואלים חמשו שאלות. מה חומר הבסיס? אנודיזציה מתאימה לאלומיניום ולא לפלדה, ופסיבציה מתאימה לנירוסטה. באיזו סביבה החלק יעבוד? פנים מבנה יבש, חוץ, סביבה ימית או סביבה כימית.

מה התפקיד של המשטח? הגנה בלבד, עמידות לבלאי, מגע חשמלי או מראה. מה מותר מבחינת מידות? כמה עובי השרטוט יכול לספוג, ואילו משטחים חייבים להישאר בלי ציפוי. ומה מחייבים התקן או הלקוח? בתעשייה הביטחונית ובתעופה, הציפוי מוגדר בדרך כלל לפי תקן, עם סוג, דרגה ועובי, ולא לפי בחירה חופשית.

יש נקודה אחת שמשנה את התחום בעונים האחרונות, והיא רגולציה. כרום שש-ערכי נמצא בציפויים כרומטיים ובחלק מהפריימרים. קדמיום שימש שנים רבות להגנה על פלדה בתעופה. שני החומרים רעילים ומסרטנים.

השימוש בהם מוגבל יותר ויותר, למשל באירופה תחת …, ובמקומם נכנסות חלופות, כמו ציפויים על בסיס כרום תלת-ערכי ואבץ-ניקל. נרחיב על כך בפרקים 5 ו-8. מה מייקר ציפוי? לעתים קרובות זה לא החומר עצמו.

המיסוך הוא כיסוי המשטחים וההברגות שאסור לצפות. זו עבודה ידנית, והיא יכולה לעלות יותר מהציפוי עצמו. גם התלייה משפיעה: כל חלק צריך נקודת תפיסה או מגע חשמלי, וחלק שקשה לתלות או להכניס לאמבט מייקר את העבודה.

בכמות קטנה משלמים מינימום של מנה. ציפוי עבה, או מערכת של כמה שכבות, לוקח יותר זמן. דרישות תקן מוסיפות עלות קבועה לכל הזמנה: בדיקות עובי, הדבקה וריסוס מלח, תעודות ותהליכים מאושרים. הקורס בנוי לפי הסדר שבו חלק עובר בפועל.

קודם הכנת שטח וגימור מכני, אחר כך ציפויי המרה, ציפויים מתכתיים, צבע וציפויים מתקדמים, ולבסוף בדיקות, תקנים ותכנון חלק לציפוי. בכל פרק נראה איך התהליך עובד, אילו מספרים חשוב להכיר, איך מתכננים לו חלק, מה משתבש ומה מייקר. נתחיל.

1. ניקוי והכנת שטח

רוב הכשלים של ציפוי לא מתחילים בציפוי עצמו, אלא במה שהיה על השטח לסניו. ציפוי נדבק רק למתכת נקייה. אם נשארה מתחת שכבה דקה של שמן, קירור או תחמוצת, הציפוי נדבק אליה ולא לחלק. במקרה כזה הוא יתקלף, יעלה בועות, או ייראה מצוין עד שהחלק יוצא לשטח.

לכן כל תהליך ציפוי מתחיל בניקוי. זה השלב הכי פחות מרשים, והוא שקובע אם כל השאר יחזיק. על חלק שיצא מהכרסומת יש כמה סוגים של לכלוך, וכל סוג דורש טיפול אחר. יש לכלוך אורגני: שמן חיתוך, נוזל קירור, שמן נגד חלודה, משחת ליטוש וטביעות אצבע.

יש לכלוך מוצק: שבבים, אבק וגרדים. ויש לכלוך אנאורגני, שהוא חלק מהמתכת עצמה: חלודה, תחמוצות, וסקייל מטיפול חום או מריתוך. מים וסבון לא מורידים תחמוצת, וחומצה לא מורידה שמן. לכן מנקים בשלבים: קודם מסירים את השומנים, ורק אחר כך את התחמוצות.

הדרך הנפוצה היא ניקוי בסיסי: תמיסה חמה של בסיס עם חומרים פעילי שטח. בדרך כלל בין 50 ל-80 מעלות, לכמה דקות, בטבילה או בהתזה. כשיש קדחים עיוורים, הברגות או חלקים קטנים בכמות, מוסיפים אולטרסוניקה. גלי קול בתדר של עשרות קילוהרץ יוצרים בועות זעירות שקורסות על השטח,

ועוקרות לכלוך גם מפינות שהתמיסה לבד לא מגיעה אליהן. בניקוי אלקטרוליטי מעבירים זרם דרך החלק בתוך האמבט. בועות הגז שנוצרות על השטח מנקות אותו באופן אגרסיבי, וזה שלב מקובל לפני ציפוי חשמלי. הסרת שומנים באדי ממס יעילה מאוד לשמנים, אבל השימוש בממסים מוגבל היום בגלל בטיחות וסביבה.

אחרי כל שלב שוטפים במים, ובדרך כלל יותר מפעם אחת. כל כימיקל שנשאר על החלק נגרר לאמבט הבא ומזהם אותו. פיקלינג הוא טבילה בחומצה שממיסה תחמוצות וחלודה. בפלדה משתמשים בדרך כלל בחומצה מלחית או גופרתית, עם מעכבים,

כדי שהחומצה תתקוף את התחמוצת יותר מאשראת המתכת. בנירוסטה הסקייל עקשן יותר, ומשתמשים בתערובת של חומצה חנקתית וחומצה הידרופלואורית. זו תמיסה מסוכנת מאוד, שדורשות מתקן מתאים. באלומיניום עושים לרוב איכול קל בתמיסה בסיסית, ואחר כך זטחו065:

הסרה של שכבת השאריות הכהה שנשארת על השטח אחרי האיכול. באלומיניום יציקה, עם הרבה צורן, השכבה הזו בולטת במיוחד. והכלל החשוב: חומצה מורידה מתכת. ולאובדן מידה, ובטולרנס הדוק צריך לקחת את זה בחשבון.

בזמן פיקלינג, וגם בציפוי חשמלי, משתחרר מימן על סני הפלדה, וחלק ממנו חודר לתוך המתכת. בפלדות רכות זו בדרך כלל לא בעיה. בפלדות בחוזק גבוה, מעל בערך 1,000 מגה-פסקל, כמו ברגים קשויים וקפיצים, המימן גורם לשבירות. השבר לא קורה בבדיקה. הוא קורה אחרי שעות אוימים תחת עומס, כשהחלק כבר מורכב.

לכן בפלדות כאלה מצמצמים את הפיקלינג ומעדיפים ניקוי מכני. אחרי התהליך עושים קלייה להוצאת מימן, בדרך כלל בסביבות 190 עד 220 מעלות, למשך כמה שעות. והקלייה צריכה להתחיל זמן קצר אחרי התהליך, לא אחרי כמהימים. נרחיב על כך בפרק 7.

הבדיקה הפשוטה ביותר היא water break test מוציאים את החלק מהשטיפה ומסתכלים על המים. על שטח נקי המים יוצרים שכבה רציפה, שנשארת שלמה כמה עשרות שניות. אם המים נקרעים לאיים ולטיפות, נשאר שמן על השטח. לחלקי פלדה שמכינים לצביעה יש דרגות ניקיון מוגדרות, לפי 8501-1 50!.

1 Sa הוא ניקוי קל, 2 Sa ניקוי יסודי, 2% Sa ניקוי יסודי מאוד, הדרגה הנפוצה לצבע תעשייתי, ו-3 54 מתכת לבנה ונקייה לגמרי. 2 3-1 ו-563 הן דרגות לניקוי בכלים ידניים וחשמליים. בתקנים אמריקאיים יש דרגות מקבילות, ונרחיב עליהן בפרק הבא, על התזה.

לציפויים רגישים במיוחד יש גם בדיקות מעבדה, ובדיקות של הדבקה אחרי הציפוי. קדחים עיוורים, חריצים צרים וחיבורים חופפים לוכדים תמיסה, ומה שנלכד שם לא נשטף. הציפוי, ויגרמו לכתמים, לבועות ולקורוזיה מתחת לציפוי. לכן, כשאפשר, מתכננים קדחי ניקוז ואוורור, ונמנעים מכיסים סגורים ומחיבורים חופפים לא אטומים.

מנקים כל חלק לפני ההרכבה, כי כל חומר צריך כימיה אחרת. סימונים בטוש ובצבע מורידים לפני הניקוי, או בוחרים מראש סימון שמתאים לתהליך. ועוד דבר חשוב: הזמן. פלדה נקייה ויבשה מתחילה להחליד תוך שעות. לכן חלקים נקיים מצפים מהר, ונוגעים בהם רק בכפפות.

הבעיות הנפוצות: שמן שלא ירד, שגורם להתקלפות ולבועות. שכבת שאריות על אלומיניום, שפוגעת בציפוי ההמרה. פיקלינג יתר, שגורם לחורים קטנים ולאובדן מידה. חלודה שמופיעה בין השטיפה לציפוי, ושבירות מימן בחלקים קשים.

חלודה כבדה או סקייל עבה, דורשים יותר שלבים ויותר זמן. גיאומטריה שלוכדת תמיסה דורשות שטיפות נוספות, ולפעמים ניקוי ידני. קלייה להוצאת מימן מוסיפה שעות בתנור לכל מנה. וטיפול בפסולת: הכימיקלים המשומשים עולים כסף, והעלות נכנסת למחיר של כל חלק.

הכלל לזכור: ניקוי טוב זול יותר מכל תיקון של ציפוי שנכשל. בפרק הבא: התזה וגימור מכני.

2. התזה וגימור מכני

אחרי הניקוי הכימי מגיע הגימור המכני. בכוח: מכים בו בחלקיקים, משייפים אותו או משפשפים אותו. יש לזה שלוש מטרות. לנקות דברים שכימיה לא מורידה בקלות, כמו סקייל, חלודה כבדה וצבע ישן.

ליצור מרקם שהציפוי ייאחז בו. ולתת לחלק מראה אחיד: מט, סאטן או מבריק. נעבור על ארבעה סוגים: התזה, ליטוש, הברשה וטמבלינג. בהתזה, זרם אוויר דחוס מאיץ חלקיקים קשים ומטיח אותם בשטח.

כל חלקיק שפוגע משאיר מכתש קטן, ומעיף איתו לכלוך ותחמוצת. בחלקים קטנים עובדים בתא סגור עם כפפות. גלגל מסתובב, שזורק את החלקיקים בכוח צנטריפוגלי, בלי אוויר דחוס. הפרמטרים העיקריים: הלחץ, בדרך כלל בין 2 ל-7 בר, והמרחק מהחלק, בדרך כלל עשרות סנטימטרים.

ובנוסף, הזווית, וסוג החלקיק וגודלו. לחץ גבוה וחלקיק גדול מורידים יותר, אבל גם משאירים שטח מחוספס יותר. חלקיקים חדים, כמו קורונדום, גרגירי פלדה וגרנט, חותכים לתוך השטח. הם מנקים מהר, ויוצרים מרקם של פסגות ועמקים: המרקם הטוב ביותר להדבקה של צבע.

חלקיקים עגולים, כמו כדוריות פלדה וחרוזי זכוכית, לא חותכים, אלא מועכים את השטח. הם מורידים מעט מאוד חומה ונותנים מראה סאטן אחיז. זו הבחירה הנפוצה לגימור קוסמטי, למשל לפני אנודיזציה. חלקיקים רכים, כמו פלסטיק, קליפות אגוז וסודה לשתייה, מסירים צבע בלי לפגוע במתכת שומתחתיו.

משתמשים בהם בתעופה, להסרת צבע מאלומיניום דק ומחומרים מרוכבים. למחלת ריאות קשה, ובמקומות רבים השימוש בו מוגבל או אסור. השם התזת חול נשאר בשפה המדוברת. המרקם שהתזה משאירה נקרא פרופיל השטח, או anchor profile

מודדים אותו לפי המרחק מהפסגה לעמק, במיקרונים. כמה עשרות מיקרונים, והמפרט של הצבע קובע את התחום המדויק. פרופיל רדוד מדי, ולצבע אין במה להיאחז. פרופיל עמוק מדי, והפסגות בולטות מבעד לשכבה, ושם מתחילה קורוזיה.

בשטח מודדים בסרט העתקה מיוחד שלוחצים על המשטח, אובמד עם מחט. בפרק 1 ראינו את דרגות הניקיון, מ-1 58 ועד 3 58. התזה היא הדרך להגיע אליהן, והמקבילות האמריקאיות הן 5810 SSPC-SP7, ו-555. לכלוך נשאר על השטח, והפרופיל אומר איזה מרקם נוצר.

שני המדדים נבדקים בנפרד, ושניהם צריכים להופיע במפרט. כלל קריטי: לא מתיזים נירוסטה ואלומיניום בחומר שהתיזו בו פלדה. מחלידים, ומשאירים נקודות חומות על חלק שאמור להיות עמיד לקורוזיה. לכן יש תאים וחומרים נפרדים לכל משפחת חומרים.

גם האוויר הדחוס צריך להיות נקי ויבש. שמן מהמדחס מתיז על החלק שכבה דקה, ומחזיר אותנו לבעיה של פרק 1. אחרי ההתזה מנקים אבק בנשיפה של אוויר נקי, ומוציאים חלקיקים שנלכדו בקדחים ובחריצים. ומצפים מהר: פלדה מותזת היא פלדה נקייה, והיא מתחילה להחליד תוך שעות.

הערה צדדית: יש גם תהליך בשם shot peening. לחיצה בשכבת השוטח, וזה משפר מאוד את העמידות בעייפות. זה תהליך מבוקר, עם מדידת Almen, והוא שונה מהתזה לניקוי. בליטוש מורידים את הגרגר בשלבים, מגרגר גס לעדין, ובסוף משחת ליטוש.

אפשר להגיע לגימור מראה, עם Ra של עשיריות ואפילו מאיות מיקרון. את שאריות המשחה צריך להסיר לפני הציפוי, כמו שראינו בפרק 1. הברשה משאירה קווים דקים ומקבילים בכיוון אחד: זה המראה הסאטן המוכר בנירוסטה. חשוב להגדיר את כיוון הקווים בשרטוט, כי הוא משפיע על המראה.

רוטטת, יחד עם אבני ליטוש מקרמיקה או מפלסטיק, ונוזל. החלקים והאבנים משתפשפים זה בזה במשך שעות: הגרדים נעלמים, הפינות מתעגלות והשטח מחליק. זה מתאים מאוד לחלקים קטנים בכמויות גדולות, כי מטפלים במאות חלקים בבת אחת. התזה מעוותת חלקים דקים.

כל פגיעה מותחת מעט את שכבת השוטח, וכשמתיזים לוח דק מצד אחד בלבד, הוא מתעקם. בחלקים כאלה מתיזים משני הצדדים, מורידים לחץ, או בוחרים חלקיק עדין יותר. התזה מעגלת סינות חדות ומורידה מעט חומר. השינוי בדרך כלל קטן, אבל בהברגות, במושבים של מסבים ובמשטחי אטימה הוא משמעותי, ואת המשטחים האלה ממסכים.

בקדחים, ובחלקים עדינים מפרידים ביניהם, כדי שלא יפגער זה בזה. הניקיון והפרופיל, או Ra, או דוגמת מראה מאושרת, ואילו משטחים ממסכים. המילה התזה לבד, בלי פרטים, משאירה כל החלטה בידי המפעיל. הבעיות הנפוצות: זיהום ברזל בנירוסטה ובאלומיניום, ועיוות של חלקים דקים.

פינות מעוגלות ומידות שנפגעו מהתזה ארוכה מדי. מראה לא אחיד בין חלקים, וחלודה שמופיעה בין ההתזה לציפוי. ומה מייקר? המיסוך: עבודה ידנית לכל חלק. התזה ידנית בתא, שבה משלמים על זמן של מפעיל לכל חלק. בסדרות, מכונה זולה בהרבה.

דרישות קוסמטיות: מראה אחיד בין חלקים דורשו בדיקה, ולפעמים חלקים נפסלים. ליטוש מראה, עם הרבה שלבים ועבודה ידנית מיומנת. וטמבלינג הוא הזול ביותר לחלק, בתנאי שהחלקים קטנים ורבים. בפרק הבא: אלקטרופוליש ופסיבציה בנירוסטה.

3. אלקטרופוליש ופסיבציה

נירוסטה היא פלדה עם לפחות 10.5% כרום. הכרום מגיב עם החמצן שבאוויר, ויוצר על פני השטח שכבת תחמוצת דקה מאוד, בעובי של כמה ננומטרים. השכבה הזו נקראת השכבה הפסיבית. היא שקופה וצמודה, וכשהיא נשרטת, היא נבנית מחדש מעצמה.

ברזל חופשי, חלקיקים מכלים ומשטחי עבודה, ושאריות שמן. במקומות האלה השוכבה לא נבנית כמו שצריך, ומופיעות נקודות חלודה. לזה יש שני תהליכים: פסיבציה ואלקטרופוליש. פסיבציה היא טבילה בחומצה, בדרך כלל חומצה חנקתית או חומצה לימונית.

החומצה ממיסה את הברזל החופשוי ואת המזהמים מהשטח, ומשאירה שטח עשיר בכרום. אחר כך נבנית שכבה פסיבית אחידה ויציבה. התוצאה כמעט לא נראית בעין: אין שינוי במראה, ואין שינוי במידות שאפשר למדוד. מה פסיבציה לא עושה? היא לא מורידה סקייל, לא מורידה צבע חום של ריתוך, ולא מורידה שמן.

את כל אלה מורידים לפני הפסיבציה: שמנים בניקוי, וסקייל וצבע חום של ריתוך בפיקלינג. חומצה חנקתית היא השיטה הוותיקה והנפוצה בתעשייה האווירית. עובדים בריכוזים ובטמפרטורות שונים לפי סוג הנירוסטה, והזמן הוא בדרך כלל עשרות דקות. חומצה לימונית בטוחה יותר לעובדים ולסביבה, והתקנים המרכזיים מאשרים אותה כחלופה.

התקנים המרכזיים הם A967 וא ASTM ו-2700 AMS, והם מגדירים את השיטות לפי סוג הנירוסטה, ואת הבדיקות. הבדיקות כוללות טבילה במים או חשיפה ללחות גבוהה, ובדיקה שלא הופיעה חלודה, בדיקת ריסוס מלח, ובדיקת נחושת גופרתית, שמגלה ברזל חופשי, ולא מתאימה לכל סוגי הנירוסטה. סדרת 300 האוסטניטית, כמו 304 ו-316, מגיבה לפסיבציה הכי טוב.

בנירוסטות מרטנסיטיות מסדרת 400 יש פחות כרום, והן רגישות יותר, ולכן צריך לבחור שיטה מתאימה. הבעיה הגדולה היא נירוסטה לעיבוד קל, כמו 303 416-1. הוסיפו לה גופרית כדי שהשבב יישבר, ותכלילי הגופרית מתמוססים בחומצה ומשאירים חורים קטנים. בחומצה לא מתאימה, כל השטח עלול להיאכל ולהשחיר. התופעה הזו נקראת flash attack

לכן לסוגים האלה יש בתקן שיטות מיוחדות, ולפעמים מוסיפים לחומצה מעכבים. הכלל: בהזמנת פסיבציה מציינים את סוג הנירוסטה המדויק ואת התקן. אלקטרופוליש הוא ההפך מציפוי חשמלי. החלק מחובר לקוטב החיובי, ובמקום להוסיף מתכת, הזרם ממיס מתכת מהשוטח.

האמבט הוא בדרך כלל תערובת של חומצה זרחתית וחומצה גופרתית. הסוד הוא בפסגות: ליד השטח נוצרת שכבה צמיגה של תמיסה. מעל הפסגות השכבה דקה יותר, ולכן הזרם מתרכז בהן, והן נמסות מהר יותר מהעמקים. התוצאה היא שטח חלק ומבריק ברמה המיקרוסקופית, … יורד, פעמים רבות בערך בחצי.

משפר גם את העמידות בקורוזיה, ומחליף את הפסיבציה. אלקטרופוליש נותן שטח שקל לנקות, עם פחות מקום לחיידקים ולשאריות. לכן משתמשים בו בצנרת מזון ותרופות, במכשור רסואי, ובמערכות ואקום ומוליכים למחצה. הוא מסיר גרדים זעירים: הזרם מתרכז בפינות ובקצוות, והגרדים נמסים ראשונים. אבל גם הפינות מתעגלות.

הוא נותן מראה מבריק ואחיד, ושטח חלק שמצטבר עליו פחות. מה הוא לא עושה? הוא לא מעלים שריטות עמוקות, ולא מתקן פגמים. הוא מחליק את מה שיש. שטח גס עם שריטה עמוקה יצא מבריק, עם שריטה מבריקה. לכן מכינים את השטח קודם, בליטוש או בהשחזה, לפי הדרישה.

אלקטרופוליש מוריד חומר, בדרך כלל כמה מיקרונים עד עשרות מיקרונים, לפי הזמן והזרם. במידות הדוקות, את זה צריך לקחת בחשבון מראש. וההסרה לא אחידה: בפלינות ובקצוות הזרם חזק יותר ומוריד יותר, ובתוך קדחים ובפינות פנימיות הזרם חלש ומוריד פחות.

לחלקים עם משטחים פנימיים חשובים, כמו צנרת, מכינים קתודה מיוחדת שנכנסת פנימה. בכל חלק יש נקודה שבה מחברים אותו לחשמל, ושם יישאר סימן. בשרטוט מציינים איפה זה מותר. לפני הפסיבציה. אלקטרופוליש מוריד אותו רק אם הוא דק. הבעיות הנפוצות: flash attack שמשוחיר את השטח בפסיבציה, וחורים קטנים בנירוסטה לעיבוד קל.

נקודות חלודה, כשלא ניקו מספיק לפני הפסיבציה. סימני מגע במקום הלא נכון, ופינות מעוגלות יותר מהמותר. ומה מייקר? פסיבציה היא בדרך כלל זולה, ומטפלים בה במנות. הבדיקות והתעודות לפי התקן מוסיפות עלות קבועה לכל הזמנה.

אלקטרופוליש יקר יותר: כל חלק צריך תלייה וחיבור חשמלי, ומשטחים פנימיים צריכים קתודה מיוחדת. דרישת Ra מסוימת מחייבת גם הכנה מכנית לפני התהליך. והסרה של צבע חום מריתוך מתומחרת כשלב נוסף. בפרק הבא, ציפויי המרה: פוספטחציה והשחרה.

4. פוספטיזציה והשחרה

בפרק 0 ראינו שבציפוי המרה לא מניחים שכבה של חומרזר. שכבת השטח של החלק עצמו הופכת לתרכובת אחרת. היום נכיר שני ציפויי המרה לפלדה: פוספטיזציה והשחרה. שניהם דקים וזולים, ושניהם צריכים שותף: שמן, שעווה אוצבע.

לבד, הם מגנים מעט מאוד מפני קורוזיה. האמבט הוא תמיסה של חומצה זרחתית, עם מלחים של מתכות, כמו אבץ, מנגן או ברזל. החומצה תוקפת קלות את הפלדה, וליד השטח החומציות יורדת. אז מלחי הזרחה שאינם מסיסים שוקעים, וצומחים על השטח כגבישים צפופים.

התוצאה היא שכבה אפורה, מט ונקבובית, שאחחה היטב במתכת. והנקבוביות היא היתרו: הצבע נאחז בה כמו בעוגן, והשמן נספג בה ונשאר. הסדר בקו: ניקוי, שטיפה, שלב הפעלה שגורם לגבישים להיות קטנים וצפופים, אמבט הזרחה, שטיפה, ובסוף שמן אוצבע.

פוספט ברזל נותן את השכבה הדקה ביותר, ומשמשו בעיקר כבסיס לצבע, בקווי צביעה של חלקי פח. פוספט אבץ הוא הנפוץ ביותר. בשכבה דקה הוא בסיס מצוין לצבע, למשל בתעשיית הרכב. ובשכבה עבה יותר, עם שמן, הוא נותן הגנה מקורוזיה לברגים ולחלקים מעובדים.

פוספט מנגן נותן את השכבה העבה והכהה ביותר, אפורה-שחורה. הוא משמש לבלאי: גלגלי שיניים, בוכנות, גלי זיזים, וחלקים שמתחככים בזמן ההרצה. השכבה מחזיקה שמן, ומונעת היתפסות. למטר רבוע, ולא בעובי. העובי הוא בדרך כלל כמה מיקרונים.

התקנים: MIL-DTL-16232 לפוספט כבד של אבץ ומנגן, ו-TT-C-490 להכנה לצבע. השחרה, או black oxide, היא טבילה באמבט חם של מלחים בסיסיים ומחמצנים, בסביבות 140 מעלות. הברזל בשטח הופך למגנטיט, תחמוצת ברזל שחורה. השכבה דקה מאוד, בערך מיקרון אחד, ולכן כמעט לא משנה את המידות.

זו הסיבה שמשחירים חלקים מדויקים: כלים, מדידים, ברגים ותבניות. המראה שחור, מט או מבריק, לפי הגימור של החלק לפני ההשחרה. והחשוב ביותר: השחרה בלי שמן כמעט לא מגינה. אחרי ההשחרה טובלים את החלק בשומן או בשעווה, ורק השילוב נותן הגנה.

השחרה חמה, בסביבות 140 מעלות, היא השחרה אמיתית: שכבת המרה. השחרה בטמפרטורת ביניים, קצת יותר ממאה מעלות, בטוחה יותר לעבודה. השחרה בטמפרטורת החדר היא בעצם לא המרה, אלא שכבה כימית של נחושת וסלניום, שמונחת על השטח. היא חלשה יותר, ומשמשת בעיקר לתיקונים ולמראה.

יש שיטות השחרה לפלדה, לברזל יציקה ולנירוסטה. לאלומיניום אין השחרה. משחירים אותו באנודיזציה צבועה, וניפגש בה בפרק ס. והתקן הנפוץ הוא MIL-DTL-13924, עם סוגים לפלדה ולנירוסטה. השחרה: בערך מיקרון אחד, לחלקים מדויקים ולמראה, תמיד עם שמן.

פוספט ברזל: הדק ביותר מבין הפוספטים, כבסיס לצבע. פוספט אבץ: כמה מיקרונים, כבסיס לצבע, או לקורוזיה עם שמן. ופוספט מנגן: הכי עבה וכהה, לבלאי ולהרצה. הכלל: חלק מדויק, שרק צריך להיות שחור ומוגן קלות, מקבל השחרה.

חלק שהולך לצבע מקבל פוספט אבץ או ברזל, וחלק שמתחכך מקבל פוספט מנגן. אמבט ההשחרה הוא מלח בסיסי חם. חופפים, מחלחל אחר כך החוצה כאבקה לבנה, ומתחיל קורוזיה. אמבט בסיסי תוקף גם אלומיניום, פליז ואבץ, ולכן משחירים כל חלק בנפרד, לפני ההרכבה.

בפוספטיזציה יש חומצה, ולכן בפלדה בחוזק גבוה יש גם סכנה של שבירות מימן. כמו שראינו בפרק 1, אחרי התהליך מבצעים קלייה. השעווה, את התקן והסוג, ובפוספט, את משקל השכבה הנדרש. הבעיות הנפוצות: גוון אדמדם או חום בהשחרה, כשהאמבט חם מדי, או שהריכוז לא נכון.

צבע לא אחיד מניקוי לא מספיק, ואבקה לבנה ממלחים שנלכדו. חלודה, כשהשמן לא מספיק או נשטף. ובפוספט: גבישים גסים ולא אחידים, כשמדלגים על שלב ההפעלה. ומה מייקר? שני התהליכים זולים בדרך כלל, ומטפלים בהם בסלים ובתופים, הרבה חלקים יחד.

חלקים גדולים או עדינים צריכים תלייה בודדת, וזה מייקר. קלייה להוצאת מימן, ובדיקות לפי התקן, כמו ריסוס מלחומשקל שכבה, ותעודות. ומיסוך, כשיש משטחים שאסור לצפות. זה פחות נפוץ, כי השכבות דקות. בפרק הבא: ציפוי המרה לאלומיניום, כרומט, Alodine וחלופות בלי כרום שש-ערכי.

5. ציפוי המרה לאלומיניום

בעובי של כמה ננומטרים, והיא מגינה עליו במידה מסוימת. אבל סגסוגות עם נחושות או אבץ, כמו 2024 ו-7075, נפגעות מקורוזיה הרבה יותר מאלומיניום טהור. השכבה הטבעית גם לא אחידה, וצבע לא נדבק אליה טוב. הפתרון הנפוץ הוא ציפוי המרה: שכבה דקה, זולה ומהירה, שנותנת הגנה מקורוזיה ובסיס מצוין לצבע.

ובניגוד לאנודיזציה, היא שומרת על מוליכות חשמלית. בציפוי כרומט טובלים או מרססים את החלק בתמיסה חומצית של תרכובות כרום. התמיסה מגיבה עם סני האלומיניום, ויוצרת שכבה ג'לית של תחמוצות כרום ואלומיניום. השכבה דקה מאוד, עשיריות מיקרון עד כמיקרון אחד, והיא כמעט לא משנה את המידות.

הגוון שלה זהב, ירקרק או צבעוני מבריק, ובגרסאות אחרות כמעט שקוף. התהליך קצר: כמה דקות, בטמסרטורת החדר. השמות המסחריים המוכרים הם פזוסוזו Alodine, ו- 6 ובתעשייה קוראים לזה גם film ההוסחס. בכרומט המסורתי, השכבה מכילה כרום שש-ערכי שמסיס במים.

כשנוצרת שריטה קטנה, חלק מהכרום הזה נודד אליה בנוכחות לחות, ומחזיר הגנה למקום החשווף. זו הסיבה שכרומט שש-ערכי היה שנים הסטנדרט בתעופה, וזו גם הסיבה שקשה להחליף אותו. התקן המרכזי הוא .MIL-DTL-5541 הסוג, Type , אומר מה יש בכימיה: ! Type מכיל כרום שש-ערכי, ורוו Type בלי כרום שש-ערכי.

ואם הסוג לא צוין, ברירת המחדל בתקן היא | Type הדרגה, Class, אומרת מה התפקיד. Class נותן הגנה מקסימלית מקורוזיה, לחלק חשוף או כבסיס לצבע. למשטחי הארקה ומגע חשמלי, ולמארזים שצריכים מיגון אלקטרומגנטי.

שתי הדרגות צריכות לעמוד ב-168 שועות של ריסוס מלח, וב-3 Class בודקים גם את ההתנגדות החעומלית. בשרטוט, 3 Class ,וו MIL-DTL-5541, Type פירושו: בלי כרום שש-ערכי, ועם מוליכות חשמלית. כמו שראינו בפרק 0, כרום שש-ערכי רעיל ומסרטן, והשימוש בו מוגבל יותר ויותר. החלופה העיקרית היא כרום תלת-ערכי, …, שפותח במקור בחיל הים האמריקאי.

היום יש תהליכים כאלה שמאושרים ל-וו …, בשתי הדרגות. בבדיקות, ההגנה שלהם קרובה לזו של הכרומט המסורתי, אבל אין להם את אותו ריפוי עצמי. ציפויים על בסיס זירקוניום וטיטניום משמשים בעיקר כהכנה לצבע, בקווי ייצור תעשייתיים. ואתגר מעשי: חלק מהחלופות כמעט שקופות, ולכן קשה לראות בעין אם החלק בכלל צופה.

יש תמיסות שמוסיפים להן גוון עדין במיוחד בשביל זה. הסדר בקו: ניקוי, הסרת תחמוצת, או …, שמסירה את השכבה הטבעית ואת השאריות, שטיפה, אמבט הכרומט, שטיפה, וייבוש. השכבה הטרייה רכה כמו ג'ל ונשרטת בקלות, ולכן בערך ביממה הראשונה מטפלים בחלק בזהירות.

וגם אסור לחמם אותה יותר מדי: בדרך כלל לא מעל כ-60 מעלות, כי חום גבוה מייבש את הג'ל ופוגע בהגנה. לשריטות ולקדחים שנקדחו אחרי הציפוי, יש עטים ומברשות של תמיסה לתיקון מקומי. לחלק אנודיזציה, ומשאירים בכרומט רק את משטחי ההארקה והמגע. זה דורשו מיסוך, ואת האזורים צריך לסמן בשרטוט.

מצפים אחרי סיום העיבוד. קידוח או עיבוד אחרי הציפוי חושפים אלומיניום חשוף, וצריך תיקון מקומי. כבסיס לצבע, עדיף לצבוע זמן קצר אחרי הציפוי, ולא לגעת במשטח בידיים. בסגסוגות עם הרבה נחושות ובחלקי יציקה התוצאה פחות אחידה, וצריך הכנה טובה יותר. ובשרטוט מציינים תקן, סוג ודרגה, אילו משטחים חייבים מוליכות, ואילו אזורים ממסכים.

הבעיות הנפוצות: שכבה אבקתית שמתקלפת, כשהשכבה עבה מדי או שהשטיפה לא מספיקה. גוון לא אחיד או כתמים, מהסרת תחמוצת לא טובה, או מהבדלים בין סגסוגות. שכבה שנפגעה מחום בייבוש, ושריטות מטיפול בחלק כשוהשכבה עוד רכה. והתנגדות חשמלית גבוהה מדי ב-3 0!855.

ומה מייקר? התהליך עצמו זול ומהיר, ומטפלים בו במנות על מתלים. המיסוך לציפוי סלקטיבי, כמו אנודיזציה עם אזורי כרומט, מייקר. וגם הבדיקות, ריסוס מלח והתנגדות חשמלית, התעודות, והתיקונים המקומיים הידניים. בפרק הבא: אנודיזציה רגילה וקשה, צביעה ואטימה.

6. אנודיזציה

אנודיזציה היא ציפוי המרה אלקטרוכימי. החלק מחובר לקוטב החיובי, האנודה, ומכאן השם. לתחמוצת אלומיניום: שכבה קרמית קשוה, שאחוזה במתכת עצמה. השכבה צומחת מתוך החלק: חלק ממנה פנימה, וחלק החוצה.

התוצאה מגינה מקורוזיה, עמידה יותר לבלאי, מבודדת חשמלית, ואפשר לצבוע אותה. בזום רואים מבנה מסודר של תאים זעירים, ובכל תא יש נקבובית, ניצבת לשטח. בבסיס השכבה, צמוד למתכת, יש שכבה דקה וצפסופה בלי נקבוביות, שנקראת שכבת המחסום. הנקבוביות הן גם יתרון וגם חולשה: לתוכן נכנס הצבע, אבל אם לא אוטמים אותן, גם לחות ולכלוך נכנסים.

התקן המרכזי הוא MIL-PRF-8625. Type היא אנודיזציה בחומצה כרומית: שכבה NPT מאוד, עד כמה מיקרונים. היא פוגעת מעט בעייפות, ולכן משמשת בתעופה לחלקים רגישים. יש לה גם גרסאות בלי חומצה כרומית. !ן Type היא האנודיזציה הרגילה, בחומצה גופרתית, והנפוצה ביותר: בדרך כלל 5 עד 25 מיקרון.

היא מתאימה להגנה ולמראה, וקל לצבוע אותה. וו Type היא אנודיזציה קשוה, או hard anodize. גם היא בחומצה גופרתית, אבל באמבט קר, קרוב לאפס מעלות, ובצפיפות זרם גבוהה יותר. השכבה צפופה ועבה, וברירת המחדל בתקן היא כ-50 מיקרון.

והקשיות שלה משתווה לפלדת כלים מוקשית. והדרגה, Class, אומרת אם השכבה צבועה: 1 Class לא צבוע, ו-2 Class צבוע. רק החלק שצומח החוצה משנה את המידה. ב-וו Type , בערך שליש מהעובי צומח החוצה, ושני שלישים פנימה. ב-ווו Type זה בערך חצי וחצי.

לדוגמה, אנודיזציה קשה של 50 מיקרון מוסיפה בערך 5 מיקרון לכל צד. קוטר חיצוני גדל בל-50 מיקרון, וקדח קטן באותו שיעור. בהברגה, כמו שראינו בפרק 0, … pitch משתנה בערך פי4 מהצמיחה בכל צד. בדוגמה שלנו זה כ-100 מיקרון, וזה מספיק כדי שבורג לא ייכנס.

או אחריו, בעיבוד מקטינים את המידה מראש,, ואת ההברגות לרוב ממסכים. מיד אחרי האנודיזציה, כשהנקבוביות פתוחות, טובלים את החלק בצבע. הצבע נכנס לנקבוביות ונשאר בתוך השכבה. צבעים אורגניים נותנים מגוון גדול, אבל חלקם דוהים בשמש.

מתכות: עמידה יותר, אבל בגוונים מוגבלים, כמו ברונזה ושחור. ב-ווו Type השכבה כהה מטבעה, ולכן צובעים אותה רק בגוונים כהים. בשלב האחרון סוגרים את הנקבוביות, באטימה. אצטט, ובאנודיזציה רגילה גם דיכרומט, שנותן גוון צהבהב-ירקרק.

האטימה נועלת את הצבע, ומשפרת מאוד את ההגנה מקורחיה. האטימה, כי היא מורידה מעט את עמידות השכבה לשחיקה. ומגע משאירים אזורים בכרומט, כמו שראינו בפרק הקודם. היא קשה אבל שבירה, כי היא קרמית. בכיפוף היא נסדקת, ולכן עושים אנודיזציה אחרי הכיפוף, ולא לפניו.

חוזק העייפות, ובחלקים שעובדים במחזורי עומס צריך לקחת את זה בחשבון. סדרת 6000, כמו 6061, מקבלת אנודיזציה מצוינת. צורן, מקבלות שכבה אפורה, פחות אחידה, ולפעמים דקה יותר. ובאנודיזציה קשה הן גם רגישות יותר לשריפה, כלומר לנזק מקומי מזרם גבוה.

השכבה צומחת בניצב לשטח, ולכן בפינה חדה נוצר בה פתח, והיא נסדקת ומתקלפת. בגלל זה עושים רדיוס, גדול יותר ככל שהשכבה עבה יותר, ולתקן;יש טבלה שמקשרת בין עובי לרדיוס מומלץ. בתוך קדח צר ועמוק השכבה דקה יותה כי הזרם והתמיסה מגיעים פחות. כל חלק נתפס במתלה כדי לקבל זרם, ובנקודת המגע לא תהיה שכבה. בשרטוט מציינים איפה זה מותר.

הם נשרפים, ומזהמים את האמבט. מתקינים אותם אחרי האנודיזציה. אטום או לא אטום, אזורים ממוסכים, והאם המידות הן אחרי הציפוי. הבעיות הנפוצות: שריפה באנודחציה קשה, נקודה כהה ופגומה מזרם מקומי גבוה מדי. גוון לא אחיד בין סגסוגות, בין מנות, או מהכנה לא אחידה.

צבע שדוהה בשמש או מאטימה לא טובה, ואבקה על השטח מאטימה לא נכונה. הצמיחה, וסדקים בפינות חדות ובחלקים שכופפו אחרי הציפוי. ומה מייקר? אנודיזציה קשה יקרה מרגילה: האמבט קר, הזמן ארוך יותה והקירור דורש אנרגיה. המיסוך של הברגות, משטחי ההארקה וקדחים מדויקים.

התלייה, כי כל חלק צריך נקודת מגע חשומלי, וחלקים מורכבים צריכים מתלה מיוחד. התאמת גוון בין מנות, ובין חלקים באותה הרכבה. ובדיקות ותעודות: עובי, ריסוס מלח, ובאנודיזציה קשה גם שחיקה. בפרק הבא: ציפוי חשמלי. העיקרון, העובי, פיזור הציפוי ושובירות מימן.

7. ציפוי חשמלי

בציפוי חשמלי, החלק מחובר לקוטב השולילי, ולכן הוא הקתודה. זה ההפך מאנודיזציה ומאלקטרופוליש. האמבט הוא תמיסה עם יונים של מתכת הציפוי, למשל ניקל, אבץ או נחושת. אלקטרונים, הופכים למתכת, ובונים שכבה, אטום אחרי אטום. בהרבה תהליכים האנודה עשוויה מאותה מתכת: היא מתמוססת, ומחזירה לאמבט את היונים שנצרכו.

בתהליכים אחרים האנודה לא מתמוססת, ומוסיפים את המתכת לאמבט כמלח. וההבדל מהפרקים הקודמים: כאן באמת מניחים על החלק שכבה של מתכת אחרת. כמות המתכת שמונחת תלויה בזרם ובזמן. זה חוק Faraday: יותר אמפרים, יותר דקות, יותר מתכת. את הזרם מודדים כצפיפות זרם, אמפר לשטח, ולכן חשוב לדעת את שטח החלקים במנה.

אבל לא כל הזרם הולך למתכת: חלק ממנו מפרק מים, ויוצר מימן על החלק. בניקל רוב הזרם הולך לציפוי, ובכרום קשה רק חלק קטן ממנו. זו אחת הסיבות שכרום קשה איטיויקר. ואותו מימן שמשתחרר על החלק עוד יחזור אלינו בהמשך הפרק. הזרם לא מתחלק שווה על החלק. הוא מעדיף את הדרך הקצרה: פינות חיצוניות, קצוות ובליטות.

שם הציפוי עבה יותה ובתוך חריצים, קדחים ופינות פנימיות, הוא דק יותר. בחלק ארוך זה נראה לכמו עצם: עבה בקצוות, ודק באמצע. לכל אמבט יש כושר פיזור אחר, או ‘throwing power היכולת להגיע לאזורים שקועים. אמבטים בסיסיים מפזרים טוב יחסית, וכרום קשה מפזר גרוע מאוד.

ואיך מתקנים? אנודות עזר שנכנסות לתוך חריצים וקדחים, ומגנים שמסתירים קצוות מהזרם. גנבי זרם, או 65צפוחז current: חלקי מתכת ליד הקצוות, שמושכים אליהם את העודף. וכיוון ומרחק נכונים של החלק במתלה. במפרט מגדירים עובי מינימלי על המשטחים המשמעותיים, אלה שחשובים לתפקוד או למראה.

על שאר המשטחים הציפוי יכול להיות דק יותר, ובלי ההגדרה הזו, אי אפשר לבדוק את החלק. סדרי גודל: כרום דקורטיבי הוא עשיריות מיקרון, מעל שכבת ניקל עבה יותר. אבץ הוא בדרך כלל כמה מיקרונים עד עשרות, וכרום קשה, עשרות עד מאות מיקרונים. מודדים XRF-2, בקרני רנטגן, שמתאים לרוב הציפויים.

מד מגנטי מתאים לציפוי לא מגנטי על פלדה, וזרמי ערבולת מתאימים לציפוי על מתכת לא מגנטית. וחתך מיקרוסקופי הוא בדיקה הורסת, אבל הכי מדויקת. האמבט עוברים ניקוי, שטיפה, והפעלה בחומצה, שמסירה תחמוצת דקה. בחומרים קשים לציפוי, מוסיפים קודם שכבה דקה ומהירה, שנקראת Strike

נירוסטה מקבלת strike של ניקל, כי השכבה הפסיבית שלה, מפרק 3, מונעת הדבקה. אלומיניום מקבל קודם טיפול zincate, שכבת אבץ דקה, ורק עליה מצפים. ויציקות אבץ מקבלות strike של נחושת. וכשההדבקה לא טובה, הציפוי מעלה בועות ומתקלף, לפעמים רק אחרי חימום או כיפוף.

כמו שראינו בפרק 1, מימן שנכנס לפלדה בחוזק גבוה גורם לשבירות, והשבר מופיע באיחור, תחת עומס. בציפוי חשמלי הסכנה גדולה יותר: המימן נוצר על החלק לאורך כל הציפוי. וציפויים כמו אבץ וקדמיום סוגרים עליו, וקשה לו לצאת. בדרך כלל צריך קלייה בפלדות מעל כאלף מגה-פסקל, בערך 31 רוקוול 6.

הקלייה המקובלת היא 190 עד 220 מעלות, לפחות כמה שעות, ובפלדות קשוות יותר אפילו יממה. והקלייה צריכה להתחיל בתוך כארבע שעות מסוף הציפוי. עושים לפעמים גם קלייה להפגת מאמצים, לפני הציפוי. ייעודיות לשבירות מימן. במקרה של ספק, התקן של המוצר קובע.

פנימיות חדות כמעט אין ציפוי. רדיוסים מאזנים את שתיהן. קדחים עיוורים וחריצים צרים מקבלים מעט ציפוי, ולוכדים גז ותמיסה. מוסיפים קדח אוורור, או מגדירים שהם לא משטח משמעותי. הציפוי, ולכן מגדירים הברגה עם מרווח לציפוי, או ממסכים אותה.

משטחים משמעותיים, אזורים ממוסכים, ונקודות מגע מותרות. וגם דרישת קלייה, והאם המידות הן אחרי הציפוי. הבעיות הנפוצות: בועות והתקלפות, מהדבקה לא טובה. ציפוי שרף, כהה ומחוספס בקצוות, מצפיפות זרם גבוהה מדי.

חורים קטנים מבועות מימן או מזיהום באמבט, ובליטות מחלקיקים באמבט. ציפוי דק באזורים שקועים, ושבר מאוחר משבירות מימן. ומחה מייקר? העובי: כל מיקרון זה עוד זמן באמבט, ובכרום קשה העלות גבוהה במיוחד. תלייה וקיבוע, עם מתלים מיוחדים, אנודות עזר ומגנים.

מיסוך של הברגות, קדחים ומשטחים שאסור לצפות. קלייה, עם שעות בתנור ותזמון צמוד לסיום הציפוי. בדיקות ותעודות: עובי, הדבקה, ריסוס מלח ושבירות מימן. ובכסף ובזהב, גם מחיר המתכת עצמו.

בפרק הבא: אבץ, אבץ-ניקל וקדמיום, להגנה מקורוזיה, כולל בתעופה.

8. אבץ, אבץ-ניקל וקדמיום

פעיל יותר ממנה, ולכן נאכל במקומה, גם כשנוצרת שריטה. לכן ציפוי אבץ הוא הציפוי הנפוץ בעולם לברגים, לאומים ולחלקי פלדה קטנים. הוא זול, ומגן היטב. המחיר הוא שהציפוי מתכלה, וככל שהשכבה עבה יותר, היא מחזיקה יותרזמן. כשהאבץ מתחיל להיאכל, מופיעה עליו אבקה לבנה: חלודה לבנה.

זו עדיין לא חלודה של הפלדה, אבל זה סימן שהציפוי עובד, ומתכלה. התקן הנפוץ לאבץ על פלדה הוא 8633 וא ASTM תנאי השירות, Service Condition, קובעים את העובי המינימלי. 1, לסביבה מתונה ופנימית: 5 מיקרון. 502, לסביבה מתונה: 8 מיקרון.

3, לסביבה קשה: 12 מיקרון. ו-504, לסביבה קשה מאוד: 25 מיקרון. טיפול, דרך כרומט צהוב, ועד פסיבציות שקופות וצבעוניות על בסיס כרום תלת-ערכי. היום, בגלל הרגולציה, רוב העבודה היא בפסיבציות תלת-ערכיות. כ-1700 מגה-פסקל, לא מצפים באבץ חשמלי בכלל, בגלל הסכנה של שבירות מימן.

אבץ בלי טיפול מתחמצן מהר, ולכן מוסיפים מעליו פסיבציה: ציפוי המרה דק, כמו שראינו בפרקים 4 ו-פ. היא מאטה את החלודה הלבנה. 1 עומשעופרת עוד את ההגנה, ולפעמים גם את החיכוך. בבדיקת ריסוס מלח מודדים שני זמנים: עד שמוסיעה חלודה לבנה, כלומר עד שהאבץ מתחיל להיאכל,

ועד שמופיעה חלודה אדומה, כלומר עד שהפלדה עצמה נחשפת. המפרט צריך להגדיר את שניהם. אבץ-ניקל היא סגסוגת של אבץ עם ניקל, בדרך כלל 12 עד 16 אחוז ניקל. ההגנה עדיין קורבנית, אבל הסגסוגת נאכלת הרבה יותר לאט מאבץ רגיל. ההגנה מקורחיה ארוכה פי כמה, חה מחזיק גם בטמפרטורות גבוהות יותר.

משתמשים בה ברכב, ליד המנוע ובמערכת הבלמים, ובתעופה ובביטחון, כתחליף העיקרי לקדמיום. התקנים הם 8841 ASTM לשימוש תעשייתי כללי, ו- 7 2417 AMS לתעופה. ובתעופה יש גרסה שמייצרת מעט מימן, אס Hydrogen Embrittlement, לחלקים בחוזק גבוה. קדמיום הוא כבר שנים הציפוי הסטנדרטי לברגים ולמחברים בתעופה.

הוא נותן הגנה קורבנית טובה, גם בשכבה דקה ובסביבה ימית. יש לו התאמה גלוונית לאלומיניום: בורג קדמיום בחלק אלומיניום כמעט לא גורם לקורוזיה גלוונית. יש לו סיכה טבעית: הברגה חלקה, פחות היתפסות, ויחס יציב בין מומנט הידוק לכוח. וקל להלחים עליו, והוא מוליך חשמל.

התקן הוא AMS-QQ-P-416: | Type בלי טיפול, וו Type עם כרומט, ו-ווו Type עם פוספט, כבסיס לצבע. והדרגות לפי עובי מינימלי: 1 Class, 13 מיקרון. 2 Class, מ8₪ מיקרון. ו-3 Class, 5 מיקרון. החיסרון: כמו שראינו בפרק 0, קדמיום רעיל ומסרטן, והשימוש בו מוגבל מאוד. ובתעופה מחליפים אותו בהדרגה באבץ-ניקל.

אבץ זול, ומתאים לרוב השימושים התעשייתיים. ההגנה בינונית, והוא פחות טוב בחום. אבץ-ניקל נותן הגנה גבוהה בהרבה, עמיד בחום, ובעל התאמה גלוונית סבירה לאלומיניום, אבל יקר יותר. קדמיום נותן את השילוב הטוב ביותר בתעופה, בעיקר מול אלומיניום ובברגים, אבל מוגבל מאוד ברגולציה. הכלל: בתעשייה כללית בוחרים אבץ עם פסיבציה תלת-ערכית.

בסביבה קשה, ליד חום, או מול אלומיניום, בוחרים אבץ-ניקל. וקדמיום, רק כשהמפרט או הלקוח מחייבים. הציפוי מוסיף עובי, … pitch משתנה בערך סי 4 מעובי הציפוי. מראש לציפוי. בבורג שמצפים אחרי ייצור, צריך לבדוק שההברגה עוד נכנסת. הציפוי. אבץ וקדמיום סוגרים על המימן, ולכן אין לדחות את הקלייה.

אבץ רגיל מאבד הגנה בטמפרטורות גבוהות, וליד מנועים ופליטה עדיף אבץ-ניקל. ובשרטוט מציינים ציפוי ותקן, עובי או תנאי שירות, סוג הפסיבציה או …, , ואיטום אם צריך. וגם דרישת קלייה, ודרישת ריסוס מלח, לחלודה לבנה ולחלודה אדומה. הבעיות הנפוצות: חלודה לבנה מוקדמת, מפסיבציה חלשה או שנפגעה.

שכבה דקה מדי בתוך הברגות ובאזורים שקועים, ובועות והתקלפות מהכנה לא טובה. שבר מאוחר בברגים משבירות מימן, וגוון לא אחיד של הפסיבציה בין מנות. ומה מייקר? אבץ הוא מהזולים ביותר, ומצפים בו ברגים בתוף, אלפים בבת אחת. אבץ-ניקל יקר יותר. קדמיום יקר במיוחד, ומעט מפעלים עוד מורשים לעבוד איתו.

קלייה, איטום ובדיקות ריסוס מלח ארוכות מוסיפים עלות. וגם תלייה של חלקים גדולים או עדינים, שלא יכולים להיכנס לתוף. בפרק הבא: ניקל, כרום קשה, כסף וזהב.

9. ניקל, כרום קשה, כסף וזהב

בניגוד לאבץ, ניקל, כרום, כסף וזהב הם מתכות אצילות יותר מפלדה. הם לא מגינים בהקרבה, אלא כמחסום. שריטה עד הפלדה הופכות למוקד קורוזיה, ולפעמים הקורזיה שם אפילו מהירה יותר. לכן בציפויים האלה, העובי, הצפיפות והשלמות של השכבה קריטיים.

לקורוזיה: קשיות, עמידות לבלאי, מוליכות, הלחמה ומראה. ניקל הוא סוס העבודה של הציפוי החשומלי. ניקל 865ו\ הוא האמבט הקלאסי: שכבה אפורה-בהירה, קשה למדי, עם הגנה טובה. ניקל סולפמט נותן שכבה עם מאמצים פנימיים נמוכים מאוד.

הוא מתאים לשכבות עבות, לבניית מידה מחדש בחלקים שנשחקו, ולחלקים בתעופה. הברק שלו הוא שנותן לכרום הדק שמעליו את המראה המוכר. ממתכות לנדוד זו לתוך זו, למשל מתחת לזהב על נחושת. ושתי הערות: ניקל חשמלי הוא מגנטי, ויש אנשים שאלרגיים לו במגע עם העור.

התקן 2460 AMS מחלק את הכרום לשתי דרגות. 1 Class הוא כרום דקורטיבי: שכבה דקיקה, עשיריות מיקרון, מעל ניקל. הכרום נותן את הגוון הכחלחל ואת העמידות לשריטות, ואת ההגנה מקורוזיה נותן בעיקר הניקל שמתחת. בדרך כלל עשרות עד מאות מיקרונים, ישירות על הפלדה.

הוא נותן קשיות גבוהה מאוד, עמידות לשחיקה, וחיכוך נמוך. בכרום קשה יש רשת של סדקים זעירים. הם מחזיקים שמןומשפרים סיכה, אבל דרכם לחות יכולה להגיע לפלדה, ולכן ההגנה של כרום קשה מקורוזיה מוגבלת. ברגלי נחיתה, בתבניות, ובשחזור מידה של חלקים שנשחקו.

כרום קשה עבה יוצא מחוספס, ובקצוות עבה יותר. לכן מצפים עם תוספת, ומשחיזים אחר כך למידה ולגימור. כרום קשה מוריד את חוזק העייפות של הפלדה. לכן בחלקים בעומס מחזורי עושים shot peening לפני הציפוי, כמו שראינו בפרק 2. וכמו שראינו בפרק 7, יעילות הזרם בכרום קשה נמוכה, ונוצר הרבה מימן.

בפלדות בחוזק גבוה הקלייה חובה, ובתוך כארבע שעות מסוף הציפוי. והאמבט מבוסס על כרום שש-ערכי, ובגלל זה מחפשים חלופות, כמו ריסוס תרמי, שניפגש בו בפרק 16. כסף הוא המוליך החשומלי הטוב ביותר מבין המתכות. משתמשים בו במגעים ובמחברים לזרמים גבוהים, וברכיבי RF ומוליכי גל.

למשל במנועי סילון. שם הכסף משמש כחומר סיכה, ומונע היתפסות. החיסרון: כסף משחיר באוויר בגלל תרכובות גופרית, והשכבה השחורה פוגעת במראה ובחלק מהמגעים. לפעמים מגינים עליו בשכבת זהב דקה, או בטיפול נגד השחרה. ומתחת לכסף מניחים בדרך כלל strike של ניקל או נחושת, כדי שייאחז היטב בחלק.

זהב לא מתחמצן בכלל, ולכן הוא שומר על התנגדות מגע נמוכה ויציבה לאורך שנים. משתמשים בו במגעים ומחברים לאותות חלשים, ובמעגלים ורכיבים אלקטרוניים, כולל חיבור בחוטי זהב. זהב קשה, עם תוספת קטנה של קובלט או ניקל, עמיד לשחיקה, למחברים שמחברים ומנתקים הרבה פעמים. וחהב רך, טהור, משמש להלחמה ולחיבור חוטים.

מחסום כזה, נחושת מהבסיס נודדת לתוך הזהב עם הזמן, ופוגעת במגע. התקנים הם 8488 ו-MIL-DTL-45204 ,ASTM בתחום הביטחוני. הם מגדירים טוהר, קשיות ועובי. והעובי נמדד בדרך כלל בעשיריות מיקרון עד כמה מיקרונים, כי כל מיקרון של זהב עולה כסף. לפעמים מניחים כמה שכבות, למשל נחושת, ניקל וכרום.

כל שכבה סוגרת את הנקבוביות של קודמתה. בכרום קשה מתכננים תוספת להשחזה, ומגדירים את המידה הסופית אחרי ההשוחזה. ובחלקים בעומס מחזורי מוסיפים shot peening לפני הציפוי. בזהב ובכסף מצפים לרוב רק את אזורי המגע, כדי לחסוך. השאר ממוסך, או מצופה בשויטות סלקטיביות.

קשיות בכרום ובזהב, אזורים לציפוי, דרישת קלייה, והאם המידות הן אחרי ההשחזה. הבעיות הנפוצות: קורוזיה דרך נקבוביות בשכבת מחסום דקה מדי. לא טובה, ושבר בעייפות בחלק עם כרום, בלי shot peening. השחרה של כסף, וזהב שמאבד מגע, כשאין שכבת ניקל מתחתיו.

ומה מייקר? בכרום קשה: זמן ארוך באמבט, השחזה אחרי הציפוי, קלייה, … 01ח5. בכסף ובזהב: מחיר המתכת עצמו, ולכן העובי והשטח קריטיים. ציפוי סלקטיבי ומיסוך, כדי לחסוך במתכת יקרה. ובדיקות: עובי, קשיות, הדבקה, נקבוביות ושבירות מימן.

בפרק הבא: ניקל כימי, electroless nickel

10. ניקל כימי

בפרק 7 ראינו שבציפוי חשמלי, הזרם קובע איפה השכבה עבה, ואיפה דקה. ניקל כימי, או nickel …, עובד בלי זרם בכלל. התגובה … בכל נקודה שהתמיסה נוגעת בה. חיצוניות, בתוך קדחים, בחריצים ובהברגות. זה היתרון הגדול שלו. הידראוליקה, מכלולים עם מעברים פנימיים, וחלקים עם טולרנסים הדוקים.

בתמיסה יש יוני ניקל, וחומר מחזר, בדרך כלל היפופוספיט. על פני השטח המתכתיים, החומר המחזר נותן אלקטרונים לניקל, והניקל מתיישב על החלק כמתכת. חלק מהזרחן נכנס יחד איתו לשכבה. ולכן הציפוי ממשיך לגדול כל עוד החלק בתמיסה. לכן קוראים לתהליך אוטוקטליטי.

התוצאה היא סגסוגת של ניקל וזרחן, ולא ניקל טהור, וכמות הזרחן היא שקובעת כמעט את כל התכונות. בקצב של כמה עד עשרות מיקרונים בשעה, ולכן שולטים בו לפי הזמן באמבט. אחרי הציפוי, מגנטית וקלה להלחמה, אבל פחות עמידה לקורוזיה. זרחן בינוני, 5 עד 9 אחוז, הוא הנפוץ ביותר: שילוב מאוזן שלקשיות והגנה.

זרחן גבוה, 10 אחוז ומעלה, יוצר מבנה כמעט אמורפי, בלי גבולות גרעינים. הוא נותן את ההגנה הטובה ביותר מקורוזיה, והוא לא מגנטי, כל עוד לא מחממים אותו. והכלל: לסביבה קורוזיבית, זרחן גבוה. לבלאי, זרחן נמוך או בינוני, לרוב עם טיפול חום. התקן הנפוץ הוא 8733 וא זפא, ובתעופה משתמשים גם ב-2404 AMS

… קובע את תכולת הזרחן: וו 6קץד, 1 עד 3 אחוז. וון Type, 2 עד 4. \ו …, 5 עד 9. Type V-1 10 ומעלה. ו Type הוא בלי דרישה לזרחן. … Service קובע עובי מינימלי: SC1, 5 מיקרון. 502, 13. SC3, 25. ו-564, 75 מיקרון. … קובע את טיפול החום אחרי הציפוי: 1 Class בלי טיפול, ר2 Class טיפול להקשיה.

שאר הדרגות הן קליות לשיפור ההדבקה ולהוצאת מימן. בשרטוט, 8733 וא זפא, ץ\ SC3 ,Type, 1 Class, פירושו: זרחן גבוה, לפחות 25 מיקרון, ובלי טיפול חום. שימו לב: הדרגות של 2404 AMS אינן זהות לאלה של B733. והמילים ניקל כימי לבד, בלי תקן, לא מגדירות כלום.

אחרי הציפוי, ניקל כימי קשה למדי. בטיפול חום, בסביבות 400 מעלות, השכבה מתגבשות, ונוצרות בה תרכובות קשוות של ניקל וזרחן. הקשיות עולה לרמה שקרובה לכרום קשה, וב-2 Class של 8733, הדרישה היא לפחות 850 1%ז. המחיה השכבה המוקשית נעשית שבירה יותה ועמידות הקורוזיה שלה יורדת.

וחרחן גבוה מאבד את התכונה הלא מגנטית. לכן לא מקשים בטמפרטורה גבוהה, כשהחלק צריך בעיקר הגנה מקורוזיה. וגם כאן נוצר מימן, ולכן בפלדות בחוזק גבוה עושים קלייה, כמו בפרק 7 על פלדה, ניקל כימי נדבק היטב אחרי הכנה רגילה.

חשמלי, ובסגסוגות מסוימות עושים אחרי הציפוי קלייה לשיפור ההדבקה. על נירוסטה צריך הפעלה או strike, בגלל השכבה הפסיבית. ואפשר להכניס לתוך השכבה חלקיקים קטנים, וליצור ציפויים מרוכבים. 5 דס נותן חיכוך נמוך ומונע הידבקות, וקרבידים או יהלום נותנים עמידות קיצונית לשחיקה.

השכבה אחידה, ולכן קל לחשב: כל קוטר חיצוני גדל בפעמיים העובי, וכל קדח קטן בפעמיים העובי. וקדחים פנימיים ארוכים מקבלים את אותו עובי, וזה יתרון. אבל כל מקום שהתמיסה מגיעה אליו מצופה. אזורים שאסור לצפות צריך למסך, ובקדחים פנימיים זה קשה. וכמו כל ציפוי, השכבה מעתיקה את פני השטח שמתחתיה. היא לא מסתירה שריטות ופגמים.

ובשרטוט מציינים תקן, 6קעד, עובי או 50, ו-01855. וגם קשיות אם נדרשות, אזורים ממוסכים, דרישת קלייה, והאם המידות הן אחרי הציפוי. הבעיות הנפוצות: הדבקה גרועה מהכנה לא טובה, במיוחד על אלומיניום ונירוסטה. נקבוביות ובורות קטנים, מזיהום או מחלקיקים באמבט.

עובי שיצא מחוץ לדרישה, כשקצב השקיעה השותנה, והזמן באמבט לא תוקן. סדקים בשכבה שהוקשתה, בכיפוף או בעומס, ושבירות מימן בפלדות קשות. ומה מייקר? הכימיה: אמבט ניקל כימי מתכלה, ודורשש בקרה צמודה וחידוש. העובי, כי כל מיקרון זה עוד זמן באמבט, והמיסוך, במיוחד במשטחים פנימיים.

טיפול חום וקלייה, ובדיקות של עובי, זרחן, קשיות, הדבקה ונקבוביות. ועיבוד אחרי הציפוי, ולכן ניקל כימי משתלם לעתים קרובות, למרות המחיר. בפרק הבא: גילוון בטבילה חמה.

11. גילוון בטבילה חמה

בגילוון טובלים חלק פלדה שלם באמבט של אבץ מותך, בטמפרטורה של כ-450 מעלות. האבץ באמבט כמעט טהור: יותר מ-98 אחוז. השכבה עבה פי כמה, בדרך כלל עשורות עד יותר ממאה מיקרון. והיא מתחברת לפלדה בקשר מתכתי.

ההגנה קורבנית, כמו בכל אבץ, ומכיוון שהשכבה עבה כל כך, היא מחזיקה בחוץ עשרות שנים. רואים אותה בקונסטרוקציות פלדה, במעקות, בעמודי תאורה וחשמל, בגשרים, בברזל מזוין, ובברגים גדולים. השכבה לא אחידה בהרכב: בזמן הטבילה, האבץ והברזל מתפזרים זה לתוך זה. אבץ-ברזל, שתכולת הברזל בהן הולכת ויורדת, ומעליהן שכבה של אבץ כמעט טהור.

ולכן הציפוי עמיד מאוד לשריטות ולמכות בהובלה ובהרכבה. השכבה העליונה רכה יותר, וגמישה, והיא בולמת מכות. ומכיוון שהשכבות צמחו מתוך הפלדה, ההדבקה היא קשר מתכתי, ולא רק אחיזה מכנית, כמו בצבע. בפרק 1: הסרת שומנים, שטיפה, פיקלינג בחומצה, ושטיפה.

אבץ ואמוניום, שמנקה את שאריות התחמוצת, ומגינה על השטח עד הטבילה. הטבילה עצמה נמשכת כמה דקות, עד שהחלק מגיע לטמפרטורת האמבט, ושכבות הסגסוגת נוצרות. בסוף מוציאים את החלק, מנקזים את עודפי האבץ, ומקררים באוויר או במים. לפעמים מוסיפים פסיבציה. את העובי קובעים בעיקר הפלדה עצמה: העובי שלה, וההרכב הכימי שלה.

צורן וזרחן בפלדה משופיעים מאוד על התגובה עם האבץ. השכבה גדלה מהר מאוד, ויוצאת עבה, אפורה, עמומה, ולפעמים שבירה. התופעה הזו נקראת אפקט סנדלין (…). ההמלצות המקובלות הן צורן מתחת ל-0.04 אחוז, או בין 5 ל-0.25 אחוז, וזרחן מתחת ל-0.04 אחוז.

והעובי יוצאים שונים בין החלקים. זה לא פגם בציפוי, אלא תוצאה של ההרכב. וגם שכבה מבריקה וגם שכבה עמומה מגינות. העובי קובע את משך ההגנה, ולא המראה. ולחלקי פלדה, ר-153 ASTM לברגים, ברזלים וחלקים קטנים שעוברים צנטריפוגה. ובאירופה ובעולם, 1461 50!.

התקנים מגדירים עובי מינימלי בלבד, ואין עובי מקסימלי. והעובי הנדרש עולה עם עובי הפלדה. מילימטר, הממוצע המינימלי הוא 85 מיקרון, ולפלדה בעובי של 3 עד 6 מילימטר, 70 מיקרון. והזמן עד התחזוקה הראשונה פרופורציונלי בערך לעובי השכבה: שכבה כפולה מחזיקה בערך פי שניים. החלק הקריטי ביותר בתכנון הוא אוורור וניקוז.

האבץ המותך צריך להיכנס לכל חלל ולצאת ממנו, והאוויר צריך לברוח. חלל סגור עם אוויר או לחות כלוא, הוא סכנת פיצוץ ממשית באמבט של 450 מעלות. קדחי אוורור וניקוז, במיקומים ובגדלים שהתקן ASTM A385 ממליץ עליהם. בפרק 1, ובחפיפות גדולות צריך אוורור, או ריתוך אטום מסביב.

טבילה ב-450 מעלות יוצרת מאמצים תרמיים, וחלקים דקים, ארוכים או לא סימטריים עלולים להתעוות. עובי דופן אחיד ככל האפשר, ותכנון סימטרי, עוזרים, והתקן ASTM A384 עוסק בזה. רגישות לשבירות אחרי גילוון. התקן ASTM A143 נותן הנחיות. השכבה עבה מדי בשביל הברגות רגילות.

ברגים מגלוונים, ואחר כך מסובבים בצנטריפוגה, כדי לזרוק את עודפי האבץ. אחרי הגילוון. ההברגה הפנימית נשארת בלי אבץ, והבורג המגולוון מגן עליה. סיגי ריתוך לא יורדים בפיקלינג, ואבץ לא נתפס עליהם, ולכן מנקים את הריתוכים מכנית לפני הגילוון. אפשר לצבוע מעל גילוון, כדי להאריך מאוד את חיי המערכת, או בשביל מראה. זו מערכת דופלקס.

אבל צריך הכנה מתאימה של שטח האבץ, אחרת הצבע מתקלף. ניפגש בזה בפרקי הצבע. הבעיות הנפוצות: כתמים בלי ציפוי, מהכנה לא טובה או מסיגים. שכבה עבה, אפורה ושבירה, מפלדה ריאקטיבית, ועיוות של חלקים דקים. טיפות ועודפי אבץ בלינות ובקדחים, מניקוז לא טוב.

וחלודה לבנה על חלקים שנערמו רטובים, לפני שהספיקו להתייבש. ומה מייקר? גילוון מתומחר בדרך כלל לפי משקל, והוא זול יחסית לטון, ולכן משתלם מאוד לקונסטרוקציות. חלק שלא נכנס לאמבט בטבילה אחת צריך טבילה כפולה, וזה מייקר. וגם עבודה נוספת: קדחי אוחורוה ניקוי ריתוכים, ויישור אחרי עיוות.

הברגות, עם צנטריפוגה לברגים והברגה מחדש לאומים, ודופלקס, שמוסיף שלב צבע שלם. בפרק הבא, עוברים לעולם הצבע, ומתחילים בעקרונות.

12. עקרונות הצבע

צבע הוא שכבה אורגנית, שמגינה בעיקר כמחסום, כמו שראינו בפרק 0. יש בו ארבעה רכיבים עיקריים. קובע את רוב התכונות: עמידות כימית, עמידות לשומש, וגמישות. הפיגמנטים נותנים צבע וכיסוי, וחלקם גם מגינים מקורחיה, כמו אבץ בפריימר.

הממס או המים מאפשרים למרוח ולרסס, ואחר כך מתאדים. והתוספים משפרים זרימה, ייבוש ויציבות. ובגלל שהממס מתאדה, השכבה מתכווצת: השכבה הרטובה עבה יותר מהשכבה היבשה שנשארת בסוף. בייבוש פיזיקלי, הממס מתאדה והסרט נשאר. מהיר ופשוט, אבל ממס מתאים יכול להמיס את הצבע שוב. בייבוש בחמצון, בצבעים אלקידיים, הקושר מגיב עם החמצן שבאוויר, והתהליך איטי.

ופוליאוריתן, מערבבים בסיס ומקשה, והם מגיבים ויוצרים רשת. זו הקבוצה הנפוצה בציפויים תעשייתיים קשים. ויש צבעים שמתקשים רק בחום, בתנור וניפגש בהם בפרקים על צבע תעשייתי ועל צבע אבקה. בצבע דו-רכיבי יש אחרי הערבוב זמן עבודה מוגבל, life זסכן.

ובין שכבה לשכבה יש חלון זמן לצביעה חוזרת. אם מפספסים אותו, השכבה הבאה לא נאחזת טוב. בציפוי תעשייתי, כמעט אף פעם לא מורחים שכבה אחת. בונים מערכת, ולכל שכבה יש תפקיד. לפלדה ולהגנה | מקורוזיה, למשל פריימר עשיר באבץ, שמגן בהקרבה, כמו גילוון. שכבת הביניים בונה עובי ומחסום, ומאריכה את הדרך של לחות ויונים אל הפלדה.

והשכבה העליונה מגינה מהשמשו ומהסביבה, ונותנת את הגוון והברק. למה לא שכבה אחת עבה? שכבות דקות יותר מתייבשות טוב יותה ופחות פגומות. ונקבובית בשכבה אחת כמעט אף פעם לא נופלת בדיוק מעל נקבובית בשכבה שמתחתיה. דוגמה מוכרת: פריימר אפוקסי, ביניים אפוקסי, ועליון פוליאוריתן.

והוא נעשה גירי. פוליאוריתן עמיד לשמש, ולכן הוא למעלה. המספר החשוב הוא העובי היבש, ד6ס: מה שנשאר אחרי שהממס התאדה, ולפיו נקבעת ההגנה. העובי היבש שווה לעובי הרטוב, כפול אחוז המוצקים בנפח. לדוגמה, בצבע עם 50 אחוז מוצקים בנפח, כדי לקבל 0 מיקרון יבש, צריך למרוח 200 מיקרון רטוב.

את העובי הרטוב מודדים בזמן הצביעה במסרק פשוט, כך שהצבע יודע מיד אם הוא בטווח. פלדה, או זרמי ערבולת על אלומיניום, בהרבה נקודות, לפי תקן. להיסדק, לנזול, או לא להתייבש עד הסוף. לכן במפרט יש מינימום, וגם מקסימום. התקן המרכזי לצבע מגן על פלדה הוא 12944 ASO

הוא מסווג את הסביבה לשש קטגוריות: 61, פנים מבנה מחומם ונקי, ו-62, כפרי, עם זיהום נמוך. 3, עירוני, או חוף עם מעט מלח, ו-04, תעשייתי, או חוף. 5, תעשוייה לחה ואגרסיבית, או חוף עם הרבה מלח, CX-1, ים פתוח ותנאים קיצוניים. הוא מגדיר גם עמידות צפויה עד התחזוקה הגדולה הראשונה: נמוכה, עד 7 שנים, ובינונית, 7 עד 15 שנים.

גבוהה, 15 עד 25 שנים, וגבוהה מאוד, יותר מ-25 שנים. וזו לא תקופת אחריות, אלא הערכה לתכנון תחזוקה. כולל. ככל שהסביבה קשה יותר והעמידות ארוכה יותר, המערכת עבה יותר. הכנת השטח היא הבסיס, וראינו בפרקים 1 ו-2 את דרגות הניקיון ואת פרופיל השטח.

צבע על שטח לא מוכן ייכשל, לא משנה כמה הוא טוב. אם הפלדה קרה יותר מנקודת הטל, נוצרת עליה שכבת לחות דקה, לפעמים בלי שרואים אותה. נקודת הטל, ובתוך גבולות הטמפרטורה והלחות של יצרן הצבע. בצבע דו-רכיבי מערבבים ביחס הנכון ובזמן הנכון, ושומרים על זמני הייבוש ועל חלון הצביעה החוזרת.

בבדיקת חיתוך צולב חורצים סריג עד המתכת, מדביקים סרט ומושכים, ובודקים כמה צבעירד. בבדיקת משיכה מדביקים דולי מתכת, מושכים בכוח מדוד, ורואים באיזה כוח, ובאיזו שכבה, זה נכשל. ובודקים גם עובי ומראה, וריסוס מלח או לחות, לפי הדרישה. ופרופיל, ולכל שכבה סוג, גוון, ועובי יבש מינימלי ומקסימלי.

וגם העובי הכולל, קטגוריית הסביבה והעמידות הנדרשות, תנאייישום ובדיקות. ובשרטוט מספיקה לפעמים הפניה למפרט צבע מוכר, במקום לכתוב הכול. הבעיות הנפוצות: התקלפות מהכנת שטח לא טובה, או מחלון צביעה חוזרת שפוספס. בועות מלחות או ממלחים מתחת לצבע, ונזילות וסדקים מצבע עבה מדי.

חלודה מוקדמת מצבע דק מדי, בעיקר בפינות ובקצוות, וגיר ודהייה של אפוקסי בשמש. ומה מייקר? הכנת השטח, שבצביעה תעשייתית היא לעתים קרובות החלק הגדול של העלות. מספר השכבות, כי כל שכבה היא עבודה, חומר וזמן ייבוש. יותר, ובדרך כלל זה משתלם, כי תחזוקה בשטח יקרה הרבה יותר.

בדיקות ופיקוח, ופינות וקצוות, שמקבלים שכבת פסים נוספת במברשת, כי שם הצבע דק. בפרק הבא: צבע נוזלי. התזה רגילה, airless, צביעה אלקטרוסטטית, ייבוש וקלייה.

13. צבע נוזלי

בצביעה בריסוס, לא כל הצבע מגיע לחלק. חלק ממנו מתפזר באוויר כערפל, ונלכד במסננים של תא הצבע. האחוז שנשאר על החלק נקרא יעילות העברה. היא קובעת כמה צבע קונים, כמה פסולת נוצרת, וכמה ממס נפלט לאוויר.

ושיטת הבדיקה, ולכן נשווה בין השיטות בעיקר בסדר יחסי. בהתזה רגילה, אוויר דחוס בכיפה של האקדח מפרק את הצבע לטיפות עדינות מאוד. הגימור מצוין, אבל הרבה צבע הולך לאיבוד, ויעילות ההעברה היא הנמוכה ביותר מבין השיטות. באקדח וץה, נפח אוויר גבוה בלחץ נמוך, הלחץ בכיפה מוגבל, לפי ההגדרה המקובלת, ל-10 ופק, כ-0.7 בר.

הענן רך יותר, פחות צבע ניתז הצידה, ויעילות ההעברה עולה. בהרבה מקומות, תקנות איכות הסביבה דורשות ם )!ה או שיטה יעילה ממנו. משתמשים בשתי השיטות לגימור עדין, לצבעים מטאליים, לחלקים קטנים ולתיקונים. ב-655וזו8 אין אוויר בפירוק הצבע.

מאות בר, דרך פייה זעירה, והצבע מתפרק לטיפות בגלל המהירות. במעבר אחד, והשויטה מתאימה לצבעים סמיכים ועתירי מוצקים. זו השיטה העיקרית לצביעת קונסטרוקציות, אוניות ומכלים. החיסרון: הגימור פחות עדין, וקשה יותר לשלוט בששוכבות דקות.

… , לחץ הצבע נמוך יותר, ומעט אוויר בכיפה מעצב את המניפה, והגימור עדין יותר. לפגיעה קשה. לעולם לא מכוונים אותו לגוף, ולא מנקים את הפייה ביד. באקדח אלקטרוסטטי, הטיפות מקבלות מטען חשמלי, והחלק מוארק. ומגיעות לצד האחורי. לתופעה הזו קוראים ….

כך יעילות ההעברה עולה מאוד. רוטורי, שמסתובב מהר מאוד ומפרק את הצבע בכוח צנטריפוגלי. יחד עם מטען חשמלי, זו השיטה היעילה ביותר. והמתלה צריך להיות נקי מצבע ישן, אחרת המשיכה נחלשת.

ובפינות פנימיות עמוקות ובתוך תעלות, השדה החשומלי לא נכנס. זה נקרא כלוב פרדיי. הצבע מצטבר בשופות במקום לחדור פנימה, ושם צריך כוונון, או ריסוס ידני משלים. יתאדה, לפני השכבה הבאה או לפני התנור. זה נקרא flash-off בלי ההמתנה, ממס שנלכד מתחת לשוטח מבעבע החוצה, ומשאיר חורים קטנים.

מתון, של כמה עשרות מעלות, מקצר את זמן הייבוש שלהם. צבעים תעשייתיים מסוימים מתקשים רק בתנור, בדרך כלל בין 100 ל-200 מעלות, לפי מפרט הצבע. היטב. אבל החלק צריך לעמוד בטמפרטורה, ולא כל חלק נכנס לתנור. והקובעת היא טמפרטורת החלק עצמו, ולא רק טמפרטורת התנור. חלק עבה מתחמם לאט.

בתא הצבע, זרימת אוויר מסודרת מרחיקה את ערפל הצבע מהמפעיל ומהחלק, והמסננים לוכדים אותו. אוויר נקי חשוב גם לגימור, כי אבק נדבק לצבע הרטוב. בצבע נוזלי ממסכים בסרט, בפקקים ובמכסים: הברגות, משטחי הארקה, משטחי אטימה וקדחים מדויקים. המיסוך הוא עבודה ידנית, ולעתים קרובות הוא חלק גדול מהזמן.

הציוד מוגן מפני פיצוץ, והמפעיל עובד עם מסכת נשימה מתאימה. בצבעים עם איזוציאנטים, כמו פוליאוריתן דו-רכיבי, ההגנה על הנשימה קריטית במיוחד. קליפת תפוז היא שטח גלי, כמו קליפה של תפוז. הסיבה: פירוק לא מספיק של הצבע, או צבע סמיך מדי. נזילות נוצרות משכבה עבה מדי, או מאקדח קרוב מדי.

מתייבשות לפני שהן מגיעות לחלק, כי האקדח רחוק מדי, או שהממס מהיר מדי. חורי ממס נוצרים מממס שנלכד ויוצא בתנור, כשמחממים מהר מדי או בלי המתנה. שמן על השטח, שהצבע נדחה ממנו. כאן חוזרים לפרק 1, לניקוי. ואבק וסיבים מגיעים מתא לא נקי, או ממסננים סתומים.

בינוני וביעילות נמוכה עד בינונית, ומתאימות לחלקים קטנים ולגימור איכותי. ולמבנים. אלקטרוסטטי ורוטורי נותנים יעילות גבוהה מאוד, לקווי ייצור. הגדולה ביותר, וצבע שהולך למסננים, כשיעילות ההעברה נמוכה. מספר השכבות וזמני הייבוש, כי כל שכבה היא עוד מעבר בתא, והקלייה: תנור, אנרגיה וזמן.

החלפת גוונים, שמחייבת ניקוי של הקו, ודרישות קוסמטיות, שדורשות תא נקי, מפעיל מיומן ובדיקה. בפרק הבא: צביעה באבקה, או powder coating.

14. צביעה באבקה

בצביעה באבקה אין ממס בכלל. הצבע מגיע כאבקה יבשה ועדינה. כל גרגר כבר מכיל את כל המרכיבים: שרף, מקשה, פיגמנטים ותוספים. מרססים את האבקה על החלק, ומכניסים אותו לתנור. שם האבקה נמסה, זורמת, ומתקשה לשכבה רציפה. שכבה עבה וקשה במעבר אחד, ואת האבקה שלא נדבקה אפשר לאסוף ולהשתמש בה שוב.

את האבקה מרססים באקדח אלקטרוסטטי, כמו שראינו בפרק הקודם. הגרגרים טעונים, החלק מוארק, והאבקה נצמדת אליו עוד לפני האפייה. באקדח קורונה, אלקטרודה במתח גבוה טוענת את האבקה. זה הסוג הנפוץ ביותר. הטעינה חלשה יותר, אבל האבקה חודרת טוב יותר לפינות פנימיות.

להיכנס, בגלל כלוב פרדיי. זו מגבלה מוכרת של צביעה באבקה. מחממים את החלק, ומטבילים אותו באבקה שמרחפת על זרם אוויר. האבקה נמסה עליו ויוצרת שכבה עבה מאוד, של מאות מיקרונים, בעיקר באבקות תרמופלסטיות. בצבע נוזלי, הערפל הולך לפח. באבקה, מה שלא נדבק נשאב, ונאסף בציקלון ובמסננים.

את האבקה שנאספה מערבבים בחזרה עם אבקה חדשה, בכמויות קטנות. כך ניצול החומר גבוה מאוד, הרבה יותר מאשר בריסוס צבע נוזלי. המחיר הוא בהחלפת גוון: צריך לנקות את כל המערכת, ולפעמים מחזיקים תא נפרד לכל גוון. לכן צביעה באבקה מתאימה במיוחד לסדרות בגוון אחד.

בתנור, האבקה נמסה ומתמזגת לשכבה אחת, ואחר כך מתקשה בתגובה כימית, לרשת שכבר לא נמסה שוב. 0 עד 200 מעלות, כעשור עד עשורים דקות, ויש גם אבקות לטמפרטורה נמוכה יותר. והכלל החשוב: הזמן נמדד מהרגע שהחלק עצמו מגיע לטמפרטורה, ולא מהרגע שנכנס לתנור. חלק עבה מתחמם לאט, ולכן צריך להשאיר אותו יותר זמן בתנור.

וגמישות חלשות. וקלייה עודפת משנה את הגוון, וגורמת להצהבה. העובי הטיפוסי הוא כ-60 עד 80 מיקרון בשכבה אחת. קשה להשיג באבקה שכבה דקה מאוד, ולכן היא פחות מתאימה לשוהמידות הדוקות. השמש מפרקת אותו. משתמשים בו בפנים, או כפריימר.

פוליאסטר עמיד לשמש. זו האבקה הנפוצה לחוץ, לשערים, למעקות ולפרופילי אלומיניום. אבקה היברידית, של אפוקסי ופוליאסטר, מיועדת לשימוש בפנים, ומצהיבה פחות מאפוקסי טהור. ופוליאוריתן נותן גימור חלק ועמיד, לשימוש בחוץ. קורוזיה, ומעליו שכבה עליונה. גם כאן, כמו בפרק 12, זו מערכת.

צביעה באבקה עובדת טוב רק על שטח מוכן היטב. המרה, שראינו בפרקים 4 ו-5, ובמקרים אחרים עושים התזה לפני הצביעה. גזים בתנור. הגזים מבעבעים דרך האבקה, ומשאירים חורים קטנים. הפתרונות הם חימום מוקדם של החלק לפני הצביעה, או אבקות מיוחדות לחומרים שפולטים גזים.

ובטיחות: ענן של אבקה דקה יכול להתלקח, ולכן הארקה, אוורור ותקני בטיחות לתאי צביעה הם חובה. הזו אין צבע, ולכן מתכננים חור תלייה במקום שלא נראה. אחרי הצביעה החלק נכנס לתנור, ולכן המיסוך חייב לעמוד בחום: סרט מיוחד, ופקקים ומכסים מסיליקון. בשכבה של 60 עד 80 מיקרון, הברגות ומשטחי התאמה צריכים מיסוך, או עיבוד מחדש אחרי הצביעה.

ומשטחי ההארקה החשומלית ממוסכים, כמו בכל צבע. בפינות פנימיות פועל כלוב פרדיי, ולכן מומלץ רדיוס, ופתחים רחבים ככל האפשר. ובנשרטוט מציינים סוג אבקה וגוון, עובי, טיפול מקדים, אזורים ממוסכים ובדיקות. מזרימה לא מספקת, וחורים קטנים מגזים שיצאו מהחומר.

כיסוי חלש בלינות פנימיות, קלייה חסרה או עודפת, והתקלפות מטיפול מקדים לא טוב. ומה מייקר? מיסוך עמיד לחום, שהוא עבודה ידנית, והחלפת גוון, שדורשת ניקוי של מערכת המחזור. התנור, באנרגיה ובזמן, וחלקים עבים דורשים זמן ארוך יותר. באבקה בכלל, ותיקונים בשטח קשוים, כי אבקה צריכה תנור.

ממס, עם ניצול חומר גבוה, אבל היא דורשות תנור, וגונים קבועים. צבע נוזלי גמיש יותר: מתאים לכל גודל ולתיקונים, ונותן שכבות דקות, אבל יש בו ממס, ויותר פחת. בפרק הבא: צבע אלקטרופורטי, או 8-0081.

15. צבע אלקטרופורטי · e-coat

… טובלים את כל החלק באמבט של צבע על בסיס מים, ומעבירים זרם ישר. זה עובד כמו ציפוי חשמלי, אבל עם צבע במקום מתכת. חלקיקי הצבע טעונים חיובית, נמשכים אליו, ומתיישבים על השטח. המתח הוא בדרך כלל כמה מאות וולט, והוא קובע את עובי השכבה.

ראשונה, וזה נפוץ גם בחלקי מתכת לחקלאות, למכשוירי חשמל ולרהיטי מתכת. הסוד הוא שהשכבה שנבנית מבודדת חשמלית. ברגע שאזור מתכסה, הזרם בו יורד, והזרם ממשיך לאזורים שעוד לא צופו. כך הצבע מגיע לחללים, לפינות פנימיות ולמשטחים פנימיים, שריסוס לא מגיע אליהם.

כמו בציפוי חשמלי בפרק 7. אבל כאן השכבה מגבילה את עצמה, ולכן העובי אחיד מאוד. ובניגוד לצביעה אלקטרוסטטית, כלוב פרדיי לא מפריע באותה צורה, כי החלק טבול כולו בתמיסה. לפני האמבט, החלק עובר ניקוי וציפוי המרה, בדרך כלל פוספט אבץ, כמו בפרק 4. 1 רגיש מאוד לשטח, ובלי טיפול מקדים טוב, ההגנה נפגעת.

באמבט עצמו החלק שוהה דקות ספורות, תחת מתח. נקשר. שוטפים אותה במים שמסוננים מהאמבט עצמו, בסינון עדין שנקרא …. הצבע חוזר לאמבט, וכך כמעט כל הצבע מנוצל: יעילות ההעברה מעל 95 אחוז. כלל סביב 175 עד 190 מעלות בטמפרטורת החלק, כ-15 עד 20 דקות.

העובי הטיפוסי הוא בערך 15 עד 25 מיקרון: דק בהרבה מאבקה, אבל אחיד ושלם, גם בפנים. 1 אפוקסי קתודי נחשוב לסטנדרט בהגנה מקורוזיה, אבל כמו כל אפוקסי, השמש מפרקת אותו. לכן ברכב, … הוא רק שכבת הבסיס, ומעליו באים צבע ביניים וצבע עליון. במשטחים הפנימיים, הוא לבד. בהירים. משתמשים בו כשה-+6-608 הוא השכבה האחרונה, למשל בחלקים שחורים חיצוניים.

ותיקה. היום הקתודינפוץ הרבה יותה כי הוא מגן טוב יותר מקורחיה. היתרונות: כיסוי מלא גם בחללים, עובי אחיד, וניצול חומר גבוה מאוד. הצבע על בסיס מים, עם מעט ממס, והקו אוטומטי לגמרי, בקצב גבוה. המגבלות: השכבה דקה, ולבד היא לא תמיד מספיקה לסביבה קשה או למראה.

אפשר לצפות רק חלקים מוליכים חשמלית, וכל האמבט בגוון אחד, כך שאי אפשר להחליף גוון בקלות. 1 מתאים לייצור בלמויות גדולות, ולא לחלקים בודדים. וגם כאן, הקלייה דורשות חלק שועומד בחום. החלק טובל באמבט, ולכן, כמו בגילוון בפרק 11, צריך חורי ניקוז ואוורור.

בלי חורים, אוויר נלכד ומשאיר אזור בלי צבע, וצבע ומים מהשטיפה לא מתנקזים החוצה. החלק צריך מגע חשמלי טוב למתלה, ובנקודה הזו אין צבע, ולכן מתכננים אותה במקום שלא חשוב. משטחים צמודים מאוד וחריצים צרים מאוד מקבלים מעט צבע, או בכלל לא. מיסוך אפשרי, אבל פחות מקובל, כי כל החלק טבול. בדרך כלל ממסכים בפקקים, או מעבדים אחרי הצביעה.

ובשרטוט מציינים סוג e-coat ועובי, טיפול מקדים, האם מעליו בא צבע עליון, נקודות מגע מותרות, ובדיקות. הבעיות הנפוצות: אזורים בלי צבע בחללים, מכיס אוויר או מחורי ניקוז חסרים. שכבה דקה מדי, ממתח נמוך או מאמבט לא מאוזן. נקודות וגרגרים על השטח, מלכלוך באמבט או בשטיפה, וחורים קטנים מגזים, או משמן שלא נוקה.

הדבקה וקורוזיה חלשוות, מטיפול מקדים לא טוב. ונזילות של צבע שלא נשטף, בחורים ובקפלים, מניקוז לא טוב. גדולות, והטיפול המקדים, שהוא עוד שורה ארוכה של אמבטים. אחזקת האמבט, עם בקרה כימית ושמירה על איכות הצבע, הקלייה, וצבע עליון, אם הוא נדרש.

אבל בכמויות גדולות, העלות ליחידת שטח של e-coat היא מהנמוכות שיש, בזכות הניצול הגבוה והאוטומציה. נותנת שכבה עבה וקשה. … נותן שכבה דקה ואחידה, שמגיעה לכל מקום, בייצור המוני. בפרק הבא מתחילים בציפויים מתקדמים, עם ריסוס תרמי.

16. ריסוס תרמי

שהוא נמס, או כמעט נמס, וזרם גז מעיף אותו במהירות גבוהה אל השטח. כמעט מיד. אלפי דיסקות כאלה, אחת על השנייה, בונות את השכבה. שיתפרק: מתכות, סגסוגות, קרמיקות, וקרבידים בתוך מתכת קושרת. ריסוס תרמי משמש גם לשחזור מידה של חלקים שנשחקו.

ההבדל הגדול מריתוך: החומר נמס באקדח, ולא על החלק. אם עובדים נכון, החלק עצמו נשאר בטמפרטורה נמוכה, בדרך כלל עד כ-150 מעלות. כך אין עיוות, אין שינוי בטיפול התרמי של החלק, ואין אזור מושפע חום. אבל ההדבקה היא בעיקר מכנית: הדיסקות נאחזות בחספוס של השטח.

לכן הכנת השטח קריטית: ניקוי, ואחר כך התזה ליצירת פרופיל, כמו שראינו בפרק 2. ובמעברים רבים מצטבר חום גם בחלק, ולכן מקררים ושולטים בטמפרטורה. פשוט וזול, אבל השכבה נקבובית יותר, וההדבקה חלשוה יותר. חשמלית ביניהם ממיסה אותם, ואוויר דחוס מעיף את הטיפות.

הקצב גבוה והעלות נמוכה, והשיטה נפוצה מאוד לאבץ ולאלומיניום, להגנה מקורוזיה על מבנים ואוניות. חמה מאוד, שממיסה גם קרמיקות עם נקודת היתוך גבוהה מאוד. כך מכינים ציפויים קרמיים ומחסומים תרמיים, למשל בטורבינות. HVOF-2I, להבה מהירה בחמצן, בעירה בלחץ גבוה מאיצה את החלקיקים למהירות על-קולית.

השכבה צפופה מאוד, עם נקבוביות של פחות מאחוז, והדבקה חזקה. קובלט, או קרביד כרום עם ניקל-כרום: שכבות קשוות מאוד, ועמידות מאוד לשחיקה. העיקרי, למשל ברגלי נחיתה, בבוכנות הידראוליות ובגלים. בלי אמבט של כרום שש-ערכי, בלי מימן מהתהליך, ובדרך כלל עם עמידות טובה יותר לשחיקה.

אבל הציפוי יוצא מחוספס וצריך השחזה, לרוב בגלגל יהלום, כי השכבה קשה מאוד. השכבה בנויה מדיסקות, ולא מגבישים שצמחו מתוך החלק. לכן התכונות שלה תלויות בתהליך: כמה נקבוביות יש, כמה תחמוצות, וכמה טוב הדיסקות נקשרו זו לזו. שכבה צפופה יותר, ותהליכים איטיים, כמו להבה, נותנים יותר נקבוביות.

אם הנקבוביות מחוברות זו לזו, נוזל יכול לעבור דרכן אל החלק, ולכן לפעמים אוטמים את השכבה בחומר אוטם. ולהדבקה יש גבול: בעומס נקודתי חזק, או במכות, השכבה יכולה להתקלף. צרים, פינות פנימיות וחללים קשים לציפוי, ולפעמים זה בלתי אפשרי. עשרות סנטימטרים, ומה שלא נכנס במרחק הזה, לא מצופה.

בפינות חדות ובקצוות הציפוי חלש ונוטה להתקלף, ולכן עושים רדיוס או שיפוע. HVOF-1 ופלזמה דורשים תא אטום לרעש, יניקת אבק, ותנועה רובוטית של האקדח. כשמצפלים אזור על גל, מעבדים קודם שקע רדוד, בעומק הציפוי ועוד תוספת להשוחזה. בקצוות של השקע עושים שיפוע, ולא דופן ישרה, כדי שהציפוי לא יתקלף.

ממסכים בסרט עמיד ובמגנים מתכתיים, ומה שלא מצפים צריך להיות מוגן מפני התזה וריסוס. בשרטוט מגדירים עובי סופי אחרי השחזה, והיצרן מוסיף מעליו כמה שצריך. ומציינים חומר ציפוי ושיטה, למשל ]6סץצח עם WC-Co, עובי סופי ואזור הציפוי, גימור וקשיות. וגם הכנת שטח, אטימה אם צריך, ובדיקות: הדבקה, נקבוביות, קשיות ועובי.

הבעיות הנפוצות: התקלפות, מהכנת שטח לא טובה או מפינות חדות. סדקים ממאמצים בשוכבה עבה מדי, או מחום שהצטבר. מתאימה, וקורוזיה מתחת לשכבה, דרך נקבוביות מחוברות, בלי אטימה. ומה מייקר? הציוד: 06צח ופלזמה דורשים השקעה, תא ורובוט. והחומר: אבקות של קרבידים וקרמיקות יקרות.

מאוד, ובדיקות, עם הסמכה של התהליך וחלקי בדיקה בכל מנה. אבל שחזור של חלק יקר שנשחק, עולה לעתים קרובות הרבה פחות מחלק חדשו. בפרק הבא: CVD-1 PVD, ציפויים דקים מאוד, שנבנים אטום אחרי אטום.

17. PVD ו-CVD

CVD-11 PVD-2 בונים את השכבה אטום אחרי אטום, או מולקולה אחרי מולקולה, והחומר מגיע לחלק לכאדים. העובי קטן מאוד, בדרך כלל כמה מיקרונים בלבד: דק בהרבה מכל ציפוי שראינו עד עכשויו. והקשיות גבוהה מאוד: קרמיקות כמו טיטניום ניטריד קשות פי כמה מפלדה מוקשית. השימוש העיקרי הוא בכלי חיתוך, בתבניות, במחוררים ובחלקים שמתחככים, וגם בציפוי דקורטיבי.

PVD-2, אידוי פיזיקלי, הופכים בתא ואקום מתכת מוצקה לאדים, למשל טיטניום או כרום. עושים את זה בקשות חשומלית, או בהפצצה של יונים, שנקראת …. בדרך לחלק, האדים מגיבים עם גז שמכניסים לתא, למשל חנקן, ונוצרת שכבה קרמית, כמו טיטניום ניטריד. 0 עד 500, לפי השכבה, ויש גם תהליכים בטמפרטורה נמוכה יותר.

כדי שכל הצדדים יקבלו שכבה. קדחים עמוקים וחללים צרים מקבלים פחות. אוד טיטניום ניטריד, היא השכבה הזהובה המוכרת: ותיקה ונפוצה מאוד, לכלים ולשימוש כללי. עמידים בטמפרטורה גבוהה יותר, ומתאימים לחיתוך מהירויבש. אזס, כרום ניטריד, בגוון כסוף, עמיד ובעל חיכוך נמוך, … בתבניות להזרקת פלסטיק ובכלי עיצוב.

אוד קשה יותר מ-אוד, לחיתוך ולעיצוב. מאוד, ומונח בטמפרטורה נמוכה יחסית, לחלקים מתחככים במנועים ובמכלולים. גזים, שמגיבים כימית על פני החלק החם, ומשאירים עליו שכבה. הטמפרטורה גבוהה: בדרך כלל סביב 900 עד 1,050 מעלות.

הגז מגיע לכל מקום, ולכן אין בעיה של קו ראייה, וההדבקה חזקה מאוד, בזכות הטמפרטורה. והשכבה יכולה להיות עבה יותר, לרוב כמה עד יותר מעשרה מיקרונים. פלדה. כלי מפלדת כלים צריך הקשיה מחדש אחרי הציפוי, ויש סכנה לעיוות. לכן CVD נפוץ בעיקר על קרביד צמנטי, בעיקר בלהבים מתחלפים לכלי חיתוך, שעומדים בטמפרטורה.

ויש גם …, גרסה עם פלזמה, בטמפרטורה נמוכה יותר. וסיבוב. מתאים לפלדות כלים מוקשות, לתבניות, ולכלים שחוזרים לציפוי. ובעל הדבקה חזקה. מתאים בעיקר ללהבים מתחלפים מקרביד צמנטי. שלו, מקבל PVD. להבים מתחלפים מקרביד צמנטי לחיתוך כבד, מקבלים לרוב CVD.

מחוספס נשאר מחוספס, ולכן בתבניות ובחלקים מתחככים מלטשים לפני הציפוי. התא עוברים ניקוי מדוקדק, ובתוך התא יש גם ניקוי ביונים. על קצה חד מאוד השכבה נשברת, ולכן בכלי חיתוך מעגלים מעט את הקצה לפני הציפוי. בשכבה. שכבה קשה מאוד על בסיס רך נשברת, כמו קליפת ביצה.

העובי קטן, ולכן ברוב החלקים לא צריך לשנות מידות, ורק בהתאמות הדוקות מאוד לוקחים אותו בחשבון. ומכלים מצופים PVD-2 אפשר להסיר את השכבה, להשחיז אותם, ולצפות מחדש. מסוים של 6!ס, ולעתים קרובות את השם המסחרי של המצפה. עובי, כטווח במיקרונים, ואזורים לציפוי ולמיסוך, למשל בלי שכבה על הברגות או על משטחי התאמה.

הכנה: ליטוש וגימור לפני הציפוי, ועיגול קצוות בכלים. חומר הבסיס והטיפול התרמי שלו, כדי שהמצפה יוודא שהטמפרטורה מתאימה. ובדיקות: עובי, הדבקה, בבדיקת לחיצה שבודקת את הסדקים סביב העקבה, וקשיות. הבעיות הנפוצות: התקלפות, מניקוי לא מספיק או מקצה חד מדי, ושבירה של השכבה, מבסיס רך מדי.

ריכוך או עיוות של החלק, מטמפרטורת תהליך גבוהה מדי לחומר. שטח מחוספס מהכנה לא טובה, ואזורים בלי שכבה, בגלל קו ראייה, או סיבוב ומתקן לא מתאימים. ומה מייקר? מחזור בתא: שעות של ואקום, חימום וקירור, והמחיר תלוי בכמה חלקים נכנסים למנה. מתקנים ומיסוך לכל צורת חלק, הכנה וליטוש, ועיגול קצוות.

CVD-2 על פלדה, גם הקשיה מחדש אחרי הציפוי, וגם שכבות מיוחדות ורב-שכבתיות עולות יותר. אבל כלי מצופה מחזיק לעתים קרובות סי כמה, ולכן הציפוי בדרך כלל משתלם מאוד. בפרק הבא: ציפויים מיוחדים, כמו …, שכבות סיכה יבשות, ועוד.

18. ציפויים מיוחדים

עד עכשיר ראינוציפויים שמגינים מקורחיה, ציפויים קשים, וציפויים למראה. אבל יש בעיות שהם לא פותרים טוב: חיכוך והיתפסות במקום שאי אפשר לשמן, חומרים שנדבקים לשטח, והגנה מקורוזיה לברגים בחוזק גבוה, בלי סכנה של שבירות מימן. בפרק הזה נכיר שלוש משפחות: דס, שמוכר בשם המסחרי טפלון, ציפויי סיכה יבשה, וציפוי פתיתי אבץ.

6 זם הוא החומר שמוכר בשם המסחרי טפלון: פולימר שבו שרשרת של פחמן עטופה כולה באטומי פלואור. החיכוך שלו נמוך מאוד, כמעט שום דבר לא נדבק אליו, והוא עמיד כמעט לכל כימיקל. הוא עובד בטווח טמפרטורות רחב, עד בערך 260 מעלות בשימוש רציף. החיסרון: דס רך, ונשחק בקלות בעומס ובשפשוף.

זם טהור צריך אפייה בטמפרטורה גבוהה מאוד, קרוב ל-400 מעלות, כדי להתמזג לשכבה. בטמפרטורה נמוכה יותר, ועמידים יותר לשחיקה. מוכרים, למשל, בשם המסחרי …. להידבק אליהם, בשסתומים ובחלקים כימיים, ובברגים שצריך להרכיב ולפרק בלי היתפסות. אפשר לשלב … בתוך ציפוי קשה, וכך לקבל גם קשיות וגם חיכוך נמוך.

ממלאים אותן PTFE-2, ומקבלים שטח קשוה ועמיד, עם חיכוך נמוך. ובניקל כימי, כמו שראינו בפרק 10, אפשר לפזר חלקיקי דם בתוך השכבה. הציפוי הקשה נושא את העומס, PTFE-NI מספק את הסיכה. ציפוי סיכה יבשה הוא שכבה דקה של חומר סיכה מוצק, בתוך שרף קושר שמחזיק אותו על השטח.

מוליבדן דיסולפיד, 2פסוא, בנוי משכבות שמחליקות זו על זו כמו חפיסת קלפים, והוא נושא עומס גבוה. גרפיט עמיד בטמפרטורה גבוהה, PTFE-1 נותן חיכוך נמוך ומונע הידבקות. השכבה דקה מאוד, בדרך כלל בערך 5 עד 13 מיקרון, ולכן היא כמעט לא משנה מידות. אסורים: בוואקום, בחלל, במקומות מאובקים ובטמפרטורות קיצוניות.

שפשוף קטן, fretting. בתעופה, התקן המוכר הוא AS5272 קודם מנקים, ובדרך כלל מכינים שטח שנותן אחיזה, כמו התזה עדינה או פוספט, כמו בפרק 4. מעלות, לפי דף הנתונים. יש גם סוגים שמתייבעוים באוויר, לתיקון בשטח. במשטחים פנימיים, כמו הברגות פנימיות וקדחים, קשה לרסס שכבה אחידה.

שכבה על שני המשטחים שמתחככים מחזיקה בדרך כלל זמן רב יותר, ובסיס קשה מאריך את חיי השכבה. ובשרטוט מציינים סוג חומר ותקן, עובי, אזורים לציפוי, הכנה, וטמפרטורה חמן אפייה. ציפוי פתיתי אבץ, או flake סחוק, בנוי מקשקשים דקים של אבץ ואלומיניום בתוך קושר, ומונח בלי זרם חשמלי. האבץ מגן בהקרבה, כמו בפרק 8, והקשוקשים יוצרים גם מחסום.

מניחים אותו בטבילה וסחרור בסל, …, או בריסוס, ואחר כך אופים בתנור. הציפוי, ולכן אין מקור לשבירות מימן, והוא מתאים לברגים בחוזק גבוה. מלח התוצאות טובות במיוחד, בדרך כלל יותר מאבץ חשמליבעובי דומה. התקן לברגים הוא 10683 50ו, ושמות מסחריים מוכרים הם … .

זס פותר הידבקות, חיכוך וכימיקלים, אבל הוא רך, ודורש אפייה בטמפרטורה גבוהה. סיכה יבשה פותרת חיכוך והיתפסות בלי שמן, אבל נשחקת עם הזמן, וקשה להניח אותה אחיד בפנים. ופתיתי אבץ פותרים קורוזיה בברגים בלי מימן, אבל העובי משפיע על ההברגה. בערך פי4. לכן מתכננים מרווח, או מגדירים עובי מקסימלי.

וכל השלושה עוברים תנור, ולכן צריך לוודא שהחלק, וכל ציפוי שכבר יש עליו, עומדים בטמפרטורה. מספיקים, ושכבה שנשחקה מהר, מעומס גבוה מדי או מבסיס רך. הברגה שלא נכנסת, משכבה עבה מדי, ואפייה לא נכונה, שמשאירה שכבה רכה או פוגעת בחלק. וכיסוי חסר בהברגות פנימיות ובקדחים.

ומה מייקר? הכנת השטח, מיסוך כשצריך ציפוי רק באזורים מסוימים, והאפייה. חומרים מיוחדים ושמות מסחריים עם הסמכה, ובדיקות של עובי, חיכוך, הדבקה וריסוס מלח. אבל ציפוי כזה פותר לעתים קרובות בעיה, שאחרת דורשת לשונות את כל התכנון. בפרק הבא: בדיקות ותקנים. איך מוודאים שהציפוי באמת עשוי כמו שביקשנו.

19. בדיקות ותקנים

ציפוי טוב וציפוי רע נראים לעתים קרובות אותו דבר. בעין אי אפשר לדעת אם העובי מספיק, אם השכבה נדבקת, ואם נכנס מימן לפלדה. לכן לכל דרישה בשרטוט צריכה להיות שיטת בדיקה, וקריטריון קבלה. אבץ 12 מיקרון זו דרישה. איך מודדים, בכמה נקודות, ומה עובר, הופכים אותה לדרישה שאפשר לבדוק.

ארבע השאלות העיקריות: כמה עבה? האם נדבק? כמה מגן? והאם פגע בחלק? מד מגנטי מודד ציפוי לא מגנטי על פלדה, כמו אבץ, צבע או כרום. הוא מהיר, זול ונפוץ, לסי 499ם וא ASTM מגנטית, כמו אנודיזציה או צבע על אלומיניום. לאנודיזציה, התקן הוא 8244 וא ASTM מאוד, ולפעמים כמה שכבות יחד, כמו זהב על ניקל. התקן הוא 8568 וא 51).

דומים, והרבה נקודות מדידה, כי העובי משתנה על סני החלק. בחתך מיקרוסקופי חותכים את החלק, מלטשים, ומודדים את העובי ישירות תחת מיקרוסקופ. שיטת הייחוס, אבל החלק נהרס. התקן הוא 7 ו ASTM בנקודה קטנה, ולפי הזמן מחשבים את העובי, לפי ASTM. 4

ובחלקים יקרים משתמשים לעתים קרובות בדגימות עדות: חתיכות שמצופות יחד עם המנה, ובהן חותכים. איכותיות: כיפוף, פצירה בקצה, שפשוף, חימום וקירור מהיה וסרט הדבקה. בכולן בודקים שהשכבה לא מתקלפת, ולא מעלה בועות. ומושכים, ומדרגים לפי כמה צבע ירד, לפי 2409 50! או ASTM 9

ובודקים באיזה כוח ובאיזו שכבה זה נכשל, לפי 4624 ISO או 4541ם וא ASTM ולריסוס תרמי יש בדיקת משיכה של דגימה מוגדרת, ASTM C633 הבדיקה הנפוצה ביותר היא ריסוס מלח נייטרלי, לפי SO 9227 או ASTM B117 הלוחות נמצאים בערפל מלח, בטמפרטורה קבועה, למספר שעות מוגדר.

המפרט מגדיר כמה שעות, ומה נחשב כישלון: חלודה לבנה, חלודה אדומה, בועות או התקלפות. לבד מתואמות רק לעתים רחוקות עם משוך החיים בשטח. זו בדיקה להשוואה ולבקרת איכות, ולא תחזית של כמה שנים הציפוי יחזיק. בדיקות מחזוריות, שמשלבות מלח, ייבוש ולחות, ולפעמים גם קרינת …, קרובות יותר לתנאי השטח.

במיקרו-קשיות מודדים את קשיות השכבה עצמה, בויקרס או בנופ, בעומס קטן, על חתך, לפי E384 וא ASTM כך בודקים כרום קשה, ניקל כימי אחרי טיפול חום, ואנודיזציה קשה. לשבירות מימן, ASTM F519 בודק את התהליך עצמו. החלקים, ואחר כך מחזיקים אותן תחת עומס קבוע, בדרך כלל 200 שעות.

מעבדות שמצפות פלדות בחוזק גבוה מריצות את הבדיקה הזר באופן קבוע. ובציפויי מחסום, כמו בפרק 9, יש בדיקות כימיות שמראות איפה יש נקבוביות עד חומר הבסיס. בודקים מכל מנה, ומה קורה כשאחד נכשל. 2 ASTM נותן מדריך לכך. ובדרישות, ולעתים קרובות מצרף גם תוצאות מדידה, וקלייה מתועדת.

ובחלק חדש בודקים חלק ראשון בהרחבה, לפני שמאשרים סדרה. במפרט מציינים תקן ציפוי, סוג ודרגה, עוביושיטת מדידה, ואזורים משמעותיים לבדיקה. וגם בדיקות הדבקה וקורוזיה עם קריטריוני קבלה, בדיקת מימן וקלייה אם רלוונטי, ותעודות. טעויות נפוצות: דרישה בלי שיטת בדיקה, כמו ציפוי טוב, או עמיד לקורוזיה. את זה אי אפשר לבדוק.

במקום בשקע הדק, ומד לא מכויל, או מד שמתאים לחומר בסיס אחר. תרגום של שעות ריסוס מלח לשנים בשטח, ובדיקות הורסות על חלק יקר, במקום דגימות עדות. שעות ובדיקת מימן של 200 שעות, ובדיקות הורסות עם חלקים שמוקרבים. מעבדה מוסמכת ותעודות לכל מנה, ובדיקת מוצר ראשון והסמכה של תהליך.

אבל בדיקה זולה בהרבה מכשל בשטח. בפרק הבא, האחרון בקורס: תכנון ובחירה. איך לבחור את הציפוי הנכון, ולכתוב אותו נכון בשרטוט.

20. תכנון ובחירה

הטעות הנפוצה ביותר היא לבחור ציפוי מתוך הרגל: תמיד שמנו כאן אבץ. הדרך הנכונה מתחילה בשאלה מה החלק צריך. באיזו סביבה הוא עובד: בפנים, בחוץ, ליד הים, או במגע עם כימיקלים? האם הוא נשחק, מתחכך או נתפס? האם הוא צריך מוליכות או בידוד חשמלי? האם המראה חשוב? ובאיזו טמפרטורה הוא עובד?

כל תשובה מצמצמת את הרשימה, ורק אחר כך בוחרים ציפוי. על פלדה רגילה כמעט הכול מתאים: אבץ, גילוון, צבע וניקל. בפלדה בחוזק גבוה, הסכנה העיקרית היא שבירות מימן, כמו שראינו בפרקים 7 ו-8. בציפוי חשמלי הקלייה היא חובה, ולעתים עדיף ציפוי בלי מימן, כמו פתיתי אבץ, או ריסוס תרמי.

על נירוסטה מספיקה לרוב פסיבציה, ואם צריך ציפוי מעליה, צריך Strike וציפוי חשמליישירות עליו כמעט לא אפשרי בלי 7. 6 וטמפרטורת התהליך חשובה: חומר שעבר טיפול תרמי עלול להתרכך …, בגילוון או בצביעה באבקה. התזה, ריסוס תרמי … דורשים קו ראייה, ולא מגיעים לקדחים עמוקים.

ניקל כימי, CVD-1 e-coat מגיעים לכל מקום, ולכן מתאימים יותר לצורות מורכבות. חלק גדול מוגבל לגודל האמבט או התנור, ולפעמים נשארים רק צבע נוזלי, או ריסוס תרמי. ניקל כימי, השחרה או PVD, או מתכננים תוספת והשחזה. מעט חלקים מתאימים לתהליך גמיש, והרבה חלקים לתהליך אוטומטי, כמו e-coat, אבקה, או תוף.

וכרום שש-ערכי וקדמיום מוגבלים, ולכן אם אפשר, בוחרים את החלופות. כשמחברים שתי מתכות שונות, עם לחות ביניהן, המתכת הפעילה יותר נאכלת. ראינו את זה בפרק 0. אלומיניום מקבל ציפוי מתאים, כמו קדמיום או אבץ-ניקל. ואפשר לבודד בין החלקים בצבע, באטם, או במשחה.

משטחי הארקה ומגע צריכים ציפוי מוליך, כמו כרומט 3, ובשורטוט מסמנים אותם בנפרד. ומצפים לפני ההרכבה. תותבים ופינים מתקינים אחרי הציפוי. תושבת נירוסטה לחדר נקי: פסיבציה לסי A967 וא ASTM ולפעמים אלקטרופוליש. MIL-PRF-8625, ובאזורי ההארקה כרומט לפי Class. 3 MIL-DTL-5541, 1

בורג בחוזק גבוה לרכב: פתיתי אבץ לפי 10683 ISO בלי מימן. מוט בוכנה הידראולי: … של 6-00ול, עם השחזה, כתחליף לכרום קשה. להב מתחלף מקרביד צמנטי: CVD. וקונסטרוקציית פלדה בחוץ: גילוון לפי 1461 ISO ומעליו צבע לפסי 12944 50ו, במערכת דופלקס.

שורת ציפוי טובה בשרטוט עונה על כל השאלות של …. תהליך ותקן, למשל אנודיזציה קשה לפי MIL-PRF-8625, וסוג ודרגה, למשלווו Type, 1 Class. עובי, כערך או כטווח, ואיפה מודדים אותו. ואזורים: מה מצופה, מה ממוסך, ואיפה מותרות נקודות מגע. טיפולים לפני ואחרי, כמו הכנת שטח, קלייה נגד מימן ואטימה, והאם המידות הן לפני הציפוי, או אחריו.

ובדיקות ותעודות, כמו שראינו בפרק 19. והכלל: אם המצפה צריך להתקשר אליך כדי להבין מה רצית, השרטוט לא שלם. שלחו את השורטוט למצפה מוקדם ככל האפשר, עוד בשלב התכנון. לתלות את החלק, איפה הציפוי ייצא דק, אילו חורי ניקוז חסרים, ואיזה מיסוך יעלה הרבה.

שינויים קטנים בתכנון חוסכים הרבה: רדיוס בפינה, חור ניקוז, או הזזה של משטח ההארקה. בחלק חדעו מאשורים קודם חלק ראשון, ורק אחר כך סדרה. ואותו מצפה ואותו תהליך לאורך זמן נותנים תוצאה עקבית. שינוי ספק דורש בדיקה מחדש. עברנו הכנת שטח, ציפויי המרה, ציפויים מתכתיים, צבע, ציפויים מתקדמים, ובדיקות ותכנון.

בסוף. חומר הבסיס, הצורה, הסביבה והציפוי נבחרים יחז. שטח לא טובה, תכנון שלא התחשב בתהליך, או דרישה לא ברורה בשרטוט. תודה שצפיתם בקורס ציפויים, גימורים וצבע, של 8וח ….