تشطيبات الأكاسيد السوداء: نهج دقيق في التشطيب السطحي

تشطيبات السطح تعتبر المنتجات والأجزاء ضرورية في الصناعة التحويلية لأسباب جمالية، كما تعمل على تحسين الأداء الوظيفي للمنتج بشكل عام، وإطالة عمره. تشطيب الأكسيد الأسود عبارة عن عملية طلاء كيميائية ترسب طبقة مجهرية من المغنتيت (Fe3O4) على سطح الأجزاء المعدنية. بسبب التعرض للهواء والرطوبة، يتشكل الصدأ عادة على سطح الأجزاء الحديدية بعد فترة. يقاوم طلاء الأكسيد الأسود التآكل وينعم سطح المواد الحديدية وغيرها من المواد مثل الحديد الزهر والفولاذ المصبوب والفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس والزنك والألمنيوم والنحاس والكروم.

في هذه المقالة، سنناقش الجوانب المختلفة لتشطيبات الأكاسيد السوداء بالتفصيل.

كيف يعمل؟

جزء مع تشطيبات أكسيد أسود

يتكون الأكسيد الأسود على سطح المادة عند غمره في محلول ملح قلوي عند درجة حرارة مناسبة (130 إلى 150 درجة مئوية). ⁰ج). سمك الطلاء لا يذكر، لذلك لا يؤثر على استقرار الأبعاد، معلمات التصميم، والخصائص. ربما تتساءل عن سبب تسميتها بتشطيبات الأكسيد الأسود. هذا لأنه يؤدي في النهاية إلى اسوداد السطح النهائي.

خطوات طلاء الأكسيد الأسود 

هناك خمس خطوات رئيسية في طلاء الأكسيد الأسود على السطح الخارجي للمادة لإكمال التشطيبات السطحية.

الخطوة 1:: التحقق من جودة نعومة السطح. إذا كانت هناك ثقوب وميض، أو صدأ، أو عدم انتظام في السطح، فتخلص من خطر الإزهار أو النزيف باستخدام النهج المناسب.

الخطوة 2:: تنظيف السطح لإزالة أي غبار ومواد عالقة من على السطح قبل الطلاء.

الخطوة 3:: تطبيق طلاء أكسيد الخلفي

الخطوة 4:: مرة أخرى، تنظيف السطح بعد الطلاء.

الخطوة 5:: قم بتطبيق الطلاء بعد الانتهاء مثل الزيت والبولي يوريثين والورنيش والشمع ومواد التشحيم في بعض الحالات (البراغي والمحامل وأجزاء التوربينات والمكونات الدوارة الأخرى). نظرًا لأن تشطيبات الأكسيد الأسود وحدها لا يمكنها منع تكوين الصدأ بشكل فعال، فإن هذه الطلاءات اللاحقة تعمل على تحسين مقاومة التآكل.

أنواع تشطيبات الأكسيد الأسود

بناءً على المواد وتطبيق الاستخدام النهائي للأجزاء المراد طلاءها. هناك ثلاث طرق لطلاء الأكسيد الأسود: أكسيد أسود ساخن، وأكسيد أسود بارد، وأكسيد أسود متوسط ​​الحرارة. على الرغم من وجود طرق أخرى للتشطيبات السطحية بطبقة من الأكسيد الأسود. والفرق الأساسي بين هذه الطرق هو أن تركيباتها ودرجات حرارة التشغيل مختلفة. دعونا نلقي نظرة على النوعين الأكثر شيوعًا منهم بالتفصيل.

طلاء أكسيد أسود ساخن

في هذا الإجراء، يتم وضع القطع في فرن الغليان مع المحاليل القلوية المائية، مثل هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)، والنترات (NO3-)، والنتريت (No2-)، عند درجات حرارة تتراوح من 135 إلى 150 درجة مئوية. يحدد تركيز الملح في المحلول درجة حرارة الغليان. إذا كان التركيز مرتفعًا، ستكون درجة الغليان أعلى من النطاق (> 0 150 درجة مئوية)، وإذا كان التركيز منخفضًا، ستكون درجة الغليان أقل (0 درجة مئوية). مزايا هذه الخاصية هي ذلك يمكننا تحديد درجة الحرارة المطلوبة بسرعة عن طريق تعديل محتوى الملح، أي إضافة الملح إذا كانت درجة الغليان بحاجة إلى زيادة، وهكذا.

يتطلب هذا النوع من طلاء الأكسيد الأسود أو تشطيب السطح ثلاث مرافق متخصصة.

• الفرن العالي بمحلول ملح قلوي لتحويل أكاسيد الحديد إلى حديد سائل على السطح.
• نظام التحكم بدرجة الحرارة للحفاظ على درجة الغليان المطلوبة.
• مرافق التنظيف لإزالة الغبار والتعلق على السطح طوال العملية

غلي المحلول مع الأجزاء المراد تغطيتها

الخطوات لمتابعة؛

• قم بتنظيف الأجزاء التي سيتم طلاؤها باستخدام محلول مائي قلوي.
• نظف على الفور باستخدام الماء المقطر، حيث يمكن أن تتفاعل المحاليل القلوية مع سطح المادة وتؤدي إلى تدهور السطح النهائي للسطح الأساسي 
• لتحييد التطهير الحمضي، قم بالتنظيف بالماء مرة أخرى.
• لمدة 5 إلى 45 دقيقة، اغمر القطع في محلول قلوي مغلي.
• نظف بالماء المضغوط باستخدام نفاث الماء واتركه جانباً حتى يجف.
• ضع الشمع أو الزيت أو الورنيش أو مواد الطلاء الثانوية الأخرى على التشطيبات الثانوية لتحسين مقاومة التآكل والمظهر الجمالي.

تشطيبات أكسيد أسود بارد

كما ذكرنا من قبل، فإن درجة حرارة التشغيل هي الفرق الرئيسي بين تشطيبات أكسيد الأسود الساخنة والباردة. جميع الإجراءات هي نفسها إلى جانب السواد البارد على الأسطح الذي يتم في درجة حرارة الغرفة.

وبما أن أكسيد الحديد لا يمكن تسييله على السطح عند درجة حرارة الغرفة، فإنه بدلاً من ترسيب طبقة سوداء على السطح المراد طلاءه. ولذلك، فإنه يستخدم عملية ترسيب قياسية لا تتضمن أكسدة الحديد. بدلاً من ذلك، يتم غمس أجزاء طلاء السطح في محلول خزان حمض الفوسفوريك مع درجة معقولة من نحاس السيلينيوم ومركباته. 

لتشغيل تشطيب السطح بهذه الطريقة، يتم إنشاء المحلول في الخزان، ويتم غمر كل دفعة من الأجزاء فيه لمدة 20 إلى 30 دقيقة. جميع عمليات التنظيف والتجفيف والطلاء الثانوي الأخرى للشمع والزيت هي نفس تشطيبات الأكسيد الأسود الساخن.

الجدول: حار مقابل. تشطيبات أكسيد أسود بارد 

تطبيقات الانتهاء من أكسيد الأسود

الأجزاء المطلية بأكسيد المعدن من مختلف الصناعات

يتم استخدام التشطيبات السطحية للأكسيد الأسود في مجالات تصنيع مختلفة تتراوح من الأجهزة والمعدات العسكرية والسيارات إلى الأجهزة والمعدات الطبية.

• الجيش: مكونات السلاح مثل المجلات، وحراس اليد، والقذائف، والمقابض، والمسدسات 
• الطبية: جميع أنواع المعدات المصنوعة من المعادن والسبائك والتي تحتاج إلى سطح منخفض الانعكاس 
• الأجهزة من أدوات التصنيع:  المقاييس، والقواطع، والمثبتات، والمحامل، والأعمدة، والمزيد
• سيارات: علب فلتر الزيت، البراغي، مواقع اللحام، وجميع الأجزاء الموجودة أسفل كتلة المحرك تقريبًا 
• كهرباء: مزيلات الأسلاك والمقصات والقواطع وعلب التروس للساعات والأجهزة الكهربائية مثل المفاتيح واللوحات

إيجابيات وسلبيات التشطيب بالأكسيد الأسود

يوفر طلاء الأكسيد الأسود على المكونات والسلع المنتجة العديد من المزايا من حيث الأمان وطول العمر والوظيفة ونعومة السطح والجاذبية الجمالية. دعونا نلقي نظرة سريعة على كل واحد منهم.

الوقاية من التآكل

تعتمد الصناعة التحويلية الحالية بشكل كبير على السبائك الحديدية، وخاصة الفولاذ. تعمل طبقة الأكسيد الأسود على عزل سطح الجزء من الهواء والرطوبة، مما يقلل من فرصة تكوين الصدأ، وهو سبب مهم لتدهور المنتج. نظرًا لتشطيب سطح الأكسيد الأسود، يمكن أيضًا استخدام هذا النهج للمواد الشائعة الأخرى مثل النحاس والألومنيوم. لها ميزة كبيرة في الحفاظ على متانة المنتجات المصنعة.

فائدة جمالية

فهو يوفر للسطح لونًا أسود رائعًا وجذابًا والذي سيدوم لفترة طويلة دون أي تنازل عن الأبعاد.

الانعكاس السفلي

تتمتع معظم القطع المعدنية بانعكاس عالي. يمكن أن يكون مشكلة بالنسبة لأولئك الذين يعملون في صناعة الإشعاع. الطلاء الأسود مع أكسدة الحديد يقلل من الانعكاس بشكل كبير.

ميزة قابلية اللحام

يعمل لحام الأكسيد الأسود على أسطح القطع على تحسين قابلية اللحام ويجعل التجميع أسهل.

الحدة السطحية

تتطلب بعض السلع الصناعية، مثل المثاقب والمفكات، الحدة لتعمل بشكل صحيح، ويمكن أن يساعد اللون الأسود في تحسين هذه الشخصية.

تشحيم

بعد أن يجف الأكسيد الأسود على السطح، يتم وضع طبقة ثانوية من الشمع والزيت والتشحيم مما يجعل الأمور أسهل.

تكلفة منخفضة 

هناك طرق أخرى دقيقة لتشطيب الأسطح في الصناعات التحويلية مثل طلاء المسحوق والطلاء الكهربائي والطلاء، لكن طلاء الأكسيد الأسود له تكلفة منخفضة مقارنة بهذه الأساليب.

اتساق الأبعاد

تتميز طبقات الأكسيد الأسود بسماكة ميكرون، مما يضمن عدم المساس بالسمك واستقرار الأبعاد. تعمل هذه الطريقة على تغيير لون السطح دون إضافة أي سمك.

الاستقرار البيئي

إن استخدام طلاء الأكسيد الأسود على سطح الأجزاء والسلع المصنعة يمنع انتشار الهيدروجين والتغيرات الكيميائية، التي تؤثر على خصائص المادة بسبب العوامل البيئية. كما أنه يوفر الحماية البيئية ضد التأثيرات البيئية.

ويري

• يمكن بسهولة فرك غطاء الأكسيد الأسود.
• هذا النوع من المعالجة السطحية يتطلب عمالة كثيفة لأنه يتضمن عمليات عديدة.
• مقاومة درجة الحرارة لطلاء الأكسيد الأسود منخفضة، ويمكن أن تتلف في الظروف الحارة، مما يؤدي إلى الصدأ المبكر على السطح. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتأثر تشطيبات الأكسيد الأسود البارد بما يتجاوز درجة الحرارة المحيطة.

مقارنة مع طرق المعالجة السطحية الأخرى

يقارن الجدول التالي إنهاء الأكسيد الأسود مع طرق معالجة الأسطح الأخرى بناءً على جوانب مختلفة:

العوامل التي يجب مراعاتها في تشطيبات أكسيد الأسود

الإطار الزمني للحماية

قبل المرور عبر حماية الأكسيد الأسود على سطح المنتج، يجب مراعاة مدة الطلاء المطلوبة. ساعد هذا التحليل في تحديد ما إذا كان ينبغي استخدام تشطيب سطح الأكسيد الأسود أم لا. إذا كان طول عمر المنتج ضعيفًا، فقد ترغب في التفكير في خيارات بسيطة أخرى، مثل طلاء الطلاء. لا يكون الأمر مفيدًا إلا إذا كانت دورة حياة المنتج أطول.

التطبيق النهائي للمنتج

النظر في الاستخدام النهائي للأجزاء تشكيله. فهل سيتم استخدامها في التطبيقات التي تحتاج إلى دقة عالية، مثل الطيران أو الروبوتات أو التطبيقات العسكرية؟ حدد ما إذا كنت تريد استخدام تشطيبات الأكسيد الأسود أم لا بعد فحص تطبيق الاستخدام النهائي. يمكنك استخدام عمليات تشطيب وطلاء سطحية بديلة إذا كان المنتج النهائي لا يتطلب دقة عالية. 

اعتبارات بيئية

يمكن للعناصر أو الأجزاء المطلية بأكسيد أسود أن تتحمل نطاقًا واسعًا من الظروف البيئية. يتمتع بمتانة جيدة وتشغيل دون أي ضرر في حالة إخراجه من الصندوق.

ومع ذلك، إذا كان المنتج النهائي مخصصًا للاستخدام الداخلي، فقد لا يكون فعالاً من حيث التكلفة أو مجديًا من الناحية التكنولوجية. كما أن ظروف التشغيل والاستخدام لديها درجة حرارة عالية. في هذه الحالة، قد لا يكون ذلك مفيدًا لأن طلاء الأكسيد الأسود يمكن أن يتفكك في فترة قصيرة عند درجة حرارة عمل عالية. وبالتالي ينبغي أخذ العوامل البيئية في الاعتبار عند استخدام هذه التقنية لتشطيب الأسطح. 

خاتمة

يعد تشطيب الأكسيد الأسود من أكثر التقنيات الواعدة لمنع التآكل وتدهور السطح في المكونات والمنتجات المصنعة. ويمكنه أيضًا البقاء لفترة أطول دون أن يفقد ميزاته أو وظائفه. نحن لقد قدمنا ​​منذ فترة طويلة خدمات التصنيع تحت سقف واحد، بدءًا من تصميم النموذج الأولي وحتى تشطيب المنتج، تعرف على المزيد حول منتجاتنا تشطيبات السطح خدمة.

لقد قدمنا ​​خدمات تشطيب أسطح عالية الجودة للمنتجات والأجزاء باستخدام طريقة الأكسيد الأسود والعمليات الأخرى. إذا كنت بحاجة إلى أي خدمات مرتبطة بالأجزاء الآلية أو غيرها من الخدمات المتعلقة بالتصنيع، فلا تتردد في ذلك تواصل معنا.

الأسئلة الشائعة 

هل هذا النهج يعمل فقط على المواد الحديدية؟

لا، لقد تم استخدام طلاء الأكسيد الخلفي لفترة طويلة في التشطيب السطحي لأجزاء التصنيع والمنتجات المصنوعة من السبائك الحديدية ومواد أخرى مثل النحاس والألومنيوم والكادميوم والزنك وغيرها من المواد الشائعة.  

هل هي أفضل طريقة لمنع الصدأ؟

نعم، يقاوم الأكسيد الأسود المطلي تفاعل الرطوبة والهواء مع السطح ويوفر حماية ممتازة من صدأ الأجزاء. 

هل يستمر السواد لفترة طويلة؟

من دون أدنى شك، يستمر الطلاء لفترة أطول من طرق تشطيب الأسطح الأخرى مثل الطلاء الكهربائي والطلاء.