Dönüşüm kaplamaları, kimyasal veya elektrokimyasal işlemle metalik yüzeyler üzerinde üretilen ince, yapışkan kimyasal bileşiklerdir. Bu kaplamalar çözünmez, pasif ve koruyucudur ve iki temel sisteme ayrılır: oksitler veya oksitlerin diğer bileşiklerle karışımları (genellikle kromatlar veya fosfatlar). Dönüşüm kaplamaları, yapışkan bir boya tabanı olarak hem doğal renkleri nedeniyle hem de boyaları, renkli dolgu macunlarını emebildikleri için korozyon koruması ve dekoratif amaçlar için kullanılır.

Dönüşüm kaplamalar üç veya dört adımda üretilir. İlk olarak, genellikle mekanik yüzey hazırlığını ve ardından taşlama ve/veya kimyasal veya elektrokimyasal temizleme veya aşındırma işlemlerini içeren bir ön işlem vardır. Daha sonra, daldırma püskürtme veya fırçalama ile uygulanan asit veya alkali çözeltilerde termal, kimyasal veya elektrokimyasal yüzey dönüştürme işlemleri gerçekleşir. Durulama ve kurutmayı içeren ve ayrıca kapatma veya boyamayı da içeren bir son işlem takip eder. Kaplamanın ana amacı renklendirme ise, yağlama, cilalama veya parlatma gerekebilir.

Demir ve Çeliğin Renklendirilmesi Nasıl Yapılır?

Demir ve Çeliğin Renklendirilmesi: İnce siyah oksit kaplamalar, kaplanacak parçaların kaynayan bir sodyum hidroksit çözeltisine ve nitrat nitrit karışımlarına daldırılmasıyla çeliğe uygulanır. Bu kaplamalar, boya bazları ve bazı durumlarda son yüzeyler olarak hizmet eder. Kaplamalar yağ veya mum ile emprenye edildiğinde oldukça iyi korozyon direnci sağlarlar. Bu kaplamalar diğer kaplamalara kıyasla nispeten ucuzdur.

Fosfat Kaplamalar: Fosfat kaplamalar, demir ve çelik parçaların seyreltik bir fosforik asit çözeltisi ve diğer kimyasallarla reaksiyona sokulmasıyla üretilir. Metalin yüzeyi ayrılmaz, hafif koruyucu ve çözünmeyen bir kristalin fosfat tabakasına dönüştürülür. Küçük parçalar yuvarlanan fıçılarda kaplanırken büyük parçalar ise konveyörlerde spreyle kaplanır.

Genel olarak kullanılan üç tip fosfat kaplama çinko, demir ve manganezdir. Çinko fosfat kaplamalar açıktan koyu griye kadar çeşitli renklere sahiptir. Renk, çeliğin yüzeyinin karbon içeriğine, ön işlemine ve ayrıca çözeltinin bileşimine bağlıdır. Çinko fosfat kaplamalar genellikle boya veya yağ için bir baz olarak ve soğuk işlemede yardımcı olarak artan aşınma direnci için veya paslanmaya karşı koruma için kullanılır. Demir fosfat kaplamalar kullanılan ilk tipti, koyu gri kaplamalar üretirler ve temel uygulamaları boya bazlıdır. Manganez fosfat kaplamalar genellikle koyu gridir. Bununla birlikte, neredeyse sadece yağ bazlı olarak, yüzeye nüfus etmek ve çürümeyi önlemek için kullanıldıklarından görünüşleri siyahlaşır.

Genel olarak paslanmaz çelikler ve bazı alaşımlı çelikler fosfatlanamaz. Çoğu dökme demir ve alaşımlı çelik, alaşım içeriğine bağlı olarak çeşitli zorluk derecelerinde kaplama yapmaya uygundur.

Anodik Alüminyum Alaşımları: Anodik işleminde, işlenecek alüminyum nesne anot olarak bir asit elektrolitine daldırılır ve bir doğru akım uygulanır. Yüzeyin oksidasyonu meydana gelir ve büyük ölçüde kalınlaşmış, sert, gözenekli bir alüminyum oksit filmi ortaya çıkar. Nesne daha sonra gözenekliliği kapatmak ve filmi geçirimsiz hale getirmek için kaynar suya daldırılır. Kapatılmadan önce film, boyalar veya pigmentler ile emprenye edilerek renklendirilebilir. Doğrudan anodik banyosunda renkli anodik filmler üretmek için özel elektrolitler de kullanılabilir. Anodik kaplamalar öncelikle korozyon koruması ve aşınma direnci için ve bir boya tabanı olarak kullanılır.

Yüzey Kaplamaları: Aşağıda askeri kaplamalar ve kaplama özelliklerinin bir listesi bulunmaktadır.

Anodik (Krom ve Sülfürik), MIL-A-8625F: Konvansiyonel Tip I, IB ve II anodik kaplamalar, ağır koşullar altında veya boya sistemleri için bir temel olarak yüzey korozyon korumasını iyileştirmeyi amaçlar. Kaplamalar çok çeşitli boyalar ve pigmentler ile renklendirilebilir. Sınıf 1 boyasızdır, Sınıf 2 ise boyalı. Renk sözleşmede belirtilecektir. Boyamadan veya mühürlemeden önce, kaplamalar ağırlık gereksinimlerini karşılamalıdır.

Yorulma durumu kritik bileşenlerde (kaplamanın inceliği nedeniyle) Tip I ve IB kaplamalar kullanılmalıdır. Tip I, aksi belirtilmedikçe, %5 bakır veya %7 silikon veya toplam alaşım bileşenleri %7.5’in üzerinde olan alüminyum alaşımlarına uygulanmayacaktır. Tip IC, anodize eden bir mineral veya karışık mineral/organik asittir.

Korozyon direnci, boya yapışması ve yorulma direncinin gerekli olduğu Tip I ve IB kaplamalar için kromat olmayan bir alternatif sunar. Tip IIB korozyon direnci, boya yapışması ve yorulma direncinin gerekli olduğu Tip I ve IB kaplamalar için kromat olmayan alternatifler olarak kullanım için ince bir sülfürik anodik kaplamadır. Anodik kaplama sınıfını ve herhangi bir özel sızdırmazlık gereksinimlerini belirttiğinizden emin olun.

Tip I, IB, IC ve IIB, 0.00002 ile 0.0007 inç arasında bir kalınlığa sahip olacaktır. Tip II, 0.0007 ile 0.0010 inç arasında bir kalınlığa sahip olacaktır.

Siyah Oksit Kaplama, MIL-C-13924C: Çoğunlukla demirli metallerde ışık yansımasını azaltmak için kullanılan tek tip dekoratif siyah kaplamadır. Hafif korozyon koşullarında sadece çok sınırlı korozyon koruması sağlar. Siyah oksit kaplamalara normalde ek bir işlem uygulanmalıdır.

Korozyona karşı daha dirençli bir yüzeyin boyutsal değişikliğini tolere edemeyen hareketli parçalar için kullanılır. Ferforje, dökme ve dövülebilir demirler, düz karbon, düşük alaşımlı çelik ve korozyona dayanıklı çelik alaşımları için alkali oksitleyici kullanın. Alkali-kromit oksitleme, 480santigrat’den daha düşük sıcaklıkta temperlenmiş belirli korozyona dayanıklı çelik alaşımlarında kullanılabilir. Tuz oksitleme, 480santigrat veya daha yüksek sıcaklıkta temperlenmiş korozyona dayanıklı çelik alaşımları için uygundur.

Kadmiyum, QQ-P-416F: Büyütmeden görsel olarak incelendiğinde kadmiyum kaplamanın pürüzsüz, yapışık, görünüşte tek düze, kabarcık, çukur, nodül, yanma ve diğer kusurlardan arınmış olması gerekir. Mühendislik çiziminde veya tedarik belgelerinde aksi belirtilmedikçe, 180 ksi minimum çekme mukavemeti (veya 40 Rc) ve daha yüksek belirli bir ısıl işleme sahip bileşenlerde parlaklığı değiştirmek için kaplama çözeltisinde parlatıcı maddelerin kullanılması yasaktır. Ya parlak (parlatıcı maddelerden kaynaklanmayan) ya da donuk bir parlaklık kabul edilebilir. Tip II ve III üzerinde ısıtma, ilave kaplamaların uygulanmasından önce yapılacaktır. Sınıf 1, 2 ve 3 için minimum kalınlıklar sırasıyla 0,0005, 0,0003 ve 0,0002 inç olacaktır.

Tip I kaplamalı olarak kullanılacaktır. Tip II ve III, sırasıyla ek kromat ve fosfat işlemi gerektirir. Tip II için gerekli kromat işlemi, zeytin yeşili, sarı ve orman yeşili dahil olmak üzere yanardöner bronzdan kahverengiye renklendirilebilir. Korozyon direnci için Tip II önerilir. Tip III, bir boya tabanı olarak kullanılır ve galvanik korozyonu önlemek için alüminyum ile birlikte kullanılacak paslanmaz çeliklerin kaplanması için mükemmeldir. Tip II ve III için, ek işlemden sonra minimum kadmiyum kalınlığı gereksinimi karşılanmalıdır.

Yağlama, Katı Film MIL-L-46010D: Askeri Kaplama Spesifikasyonu, aşınmayı azaltmak ve metallerin aşınmasını, korozyonunu ve sıkışmasını önlemek için tasarlanmış üç tip ısıyla sertleştirilmiş, katı film yağlayıcı için gereksinimleri belirler. Alüminyum, bakır, çelik, paslanmaz çelik, titanyum, krom ve nikel taşıyan yüzeylerde kullanım için uygundur.

Tip I, II ve III, 0,008 – 0,013 mm kalınlığa sahiptir. 0,005 mm’den az veya 0,018 mm’den büyük tek bir okuma bulunmamaktadır.

Tip I, 150 ± 15santigrat sertleştirme sıcaklığına ve 250 dakikalık dayanım ömrüne sahiptir; Tip II, 204 ± 15santigrat ve 450 dakika; ve Tip III, 450 dakikalık dayanıklılık ömrü ile iki saat 150 ± 15santigrat veya bir saat 204 ± 15santigrat sertleştirme döngülerine sahip düşük uçucu organik bileşik (VOC) içerikli bir yağlayıcıdır. Renk 1 naturel ürün rengine, Renk 2 ise siyah renge sahiptir.

Nikel, QQ-N-290A: Hemen hemen her ihtiyaç için nikel kaplama vardır. Nikel, kullanılan işleme ve kaplamada kullanılan koşullara bağlı olarak yumuşak, sert donuk veya parlak birikebilir. Böylece sertlik 150-500 Vickers arasında değişebilir. Nikel, paslanmaz çeliğe benzer veya mat gri (neredeyse beyaz) renkte olabilir. Korozyon direnci kalınlığın bir fonksiyonudur. Nikel, düşük bir termal genleşme katsayısına sahiptir.

220.000 veya daha fazla çekme mukavemetine sahip tüm çelik parçalar, tedarik kuruluşunun özel onayı olmadan nikel levha olmayacaktır.

Sınıf 1, korozyon koruması için kullanılır. Kaplama, çinko ve çinko bazlı alaşımlar üzerine bakır veya sarı pirinç alt kaplaması üzerine uygulanacaktır. Hiçbir durumda bakır alt kaplama, belirtilen nikel kalınlığının herhangi bir parçası ile değiştirilemez. Sınıf 2 mühendislik uygulamalarında kullanılmaktadır.

A Sınıfı 0,0016 inç, B Sınıfı: 0,0012 inç, C Sınıfı: 0,001 inç, D Sınıfı, 0,0008 inç, E Sınıfı: 0,0006 inç, F Sınıfı: 0,0004 inç ve G Sınıfı: 0,002 inç kalınlığa sahiptir.

Fosfat Kaplama Nedir?

Fosfat Kaplama: Ağır, DOD-P-16232-F: Birincil farklar, Tip M’nin korozyon ve aşınma direnci için ağır manganez fosfat kaplama olarak kullanılması ve Tip Z’nin Çinko fosfat kaplama olarak kullanılmasıdır.

Tip M, 0.0002-0.0004 inç ve Tip Z, 0.0002-0.0006 inç arasında bir kalınlığa sahiptir. Sınıf 1, her iki tip için de belirtildiği gibi ek bir koruyucu işlem veya kaplamaya sahiptir. Sınıf 2: yağlama yağı ile tamamlayıcı bir işleme sahiptir ve Sınıf 3: ek sertleştirmeye gerek yoktur. Tip M için Sınıf 4, belirtildiği gibi hiçbir ek kaplama olmadan kimyasal olarak dönüştürülür (belirtildiği gibi renge boyanabilir). Z Tipi için Sınıf 4, Sınıf 3 ile aynıdır.

Bu kaplama orta ve düşük alaşımlı çelikler içindir. Kaplamalar griden siyaha kadar değişir. Bu tanımlama kapsamındaki “ağır” fosfat kaplamalar, korozyon direncinin büyük bölümünü sağlayan ek kaplamaları tutmak/sürdürmek için bir temel olarak tasarlanmıştır. Bir boya bazı için kullanılan “hafif” fosfat kaplamalar diğer tanımlamalar kapsamındadır. Ağır çinko fosfat kaplamalar, çeşitli parçalar veya tertibatlarda boya ve ek yağ kaplamaları gerektiğinde kullanılabilir.

Çinko, ASTM-B633: Bu tanımlama, demir veya çelik eşyalara korozyondan korunmaları için uygulanan elektro-birikimli çinko kaplamaların gerekliliklerini kapsamakta fakat Çinko kaplı tel veya levhaları kapsamamaktadır. Tip I kaplamalı, Tip II renkli kromat dönüşüm kaplamalarına, Tip III renksiz kromat dönüşüm kaplamalarına ve Tip IV fosfat dönüşüm kaplamalarına sahip olacaktır.

Yüksek mukavemetli çelikler (1700 Mpa’nın üzerindeki çekme mukavemeti) elektrolizle kaplanmayacaktır.

Gerilim giderme: Maksimum çekme mukavemeti 1000 Mpa ve üzeri olan tüm parçalar, temizleme ve kaplamadan önce en az 190santigrat’de üç saat veya daha fazla süreyle işleme tabi tutulur.

Hidrojen Kırgınlığını Giderme

Hidrojen kırılganlığı giderme: 1200 Mpa veya daha yüksek tüm elektrolizle kaplanmış parçalar, elektro kaplamadan sonraki dört saat içinde 190santigrat’de üç saat veya daha fazla süreyle fırınlanmalıdır.