پوشش اکسید سیاه راه حلی بادوام برای محافظت از فلز

آیا تا به حال تعجب کرده اید که چرا ابزارهای دقیق، قطعات اسلحه و حتی پیچ و جوانه های روزمره اغلب این رنگ سیاه عمیق و آرام را دارند؟اين رنگ ساده اي نيست اين يه روش پیچیده روي سطحه که بهش ميگن پوشش اكسيد سياه، که نه تنها قطعات فلزی را از نظر زیبایی بهبود می بخشد بلکه عملکرد آنها را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد.

اکسید سیاه که معمولاً به عنوان سیاه شدن، آبی شدن یا قهوه ای شدن شناخته می شود، یک فرآیند تبدیل شیمیایی است که یک لایه آکسید نازک و محافظ را بر روی سطوح فلزی ایجاد می کند.برخلاف پوشش یا رنگ که پوشش های خارجی را اضافه می کند، این فرآیند به صورت شیمیایی با فلز پایه واکنش نشان می دهد تا یک فیلم اکسید میکروسکوپی نازک تولید کند که عمدتا از مغناطیس (Fe3O4) تشکیل شده است که سیاه یا آبی سیاه ظاهر می شود.

این فرآیند عمدتاً روی فلزات آهن (فولاد و آهن) کار می کند ، اگرچه تکنیک های تخصصی می توانند آن را برای مس و فولاد ضد زنگ سازگار کنند.مهم است که اکسید سیاه را از پوشش های فسفات متمایز کنیم، تبدیل فوسفات عمدتا به عنوان یک پرایمر برای رنگ آمیزی یا پیشگیری از زنگ استفاده می شود، در حالی که اکسید سیاه بر ظاهر و مقاومت خفیف در برابر خوردگی تمرکز دارد.

اگرچه هر دو شامل اکسیداسیون آهن هستند ، اما اکسید سیاه اساساً از زنگ متفاوت است. زنگ شامل هماتیت متخلخل و پوسته ای (Fe2O3) است که خوردگی را تسریع می کند ، در حالی که اکسید سیاه متراکم شکل می گیرد ،مغناطیس پایدار (Fe3O4) که در واقع تخریب را کند می کنددر اصل، اکسید سیاه نشان دهنده اکسیداسیون کنترل شده و مفید است. زنگ همتای مخرب آن است.

سه روش اصلی وجود دارد که بر اساس درجه حرارت طبقه بندی می شوند:

• اکسید سیاه داغ (۱۳۵ تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد):روش سنتی در کمتر از ۱۰ دقیقه پوشش های مقاوم در برابر فرسایش را تولید می کند اما دود های خطرناک تولید می کند.
• اکسید سیاه میان مدت (90-120°C):یک جایگزین سازگار با محیط زیست که 20 تا 60 دقیقه طول می کشد، پوشش های نازک تر و کمی کم دوام را تولید می کند.
• سیاه شدن سرد (نام نادرست):در واقع ترکیبات مس و سلنیوم را به جای ایجاد لایه های اکسید ایجاد می کند. در حالی که برای تعمیرات میدان مناسب است، این پوشش ها حداقل محافظت را ارائه می دهند.

مزایا:

• درمان سطح مقرون به صرفه
• تاثیر ابعاد ناچیز (ضخامت 1-2μm)
• رنگ سیاه ماتی جذاب بازتاب نور را کاهش می دهد
• سطح منافذ، روغن ها را حفظ می کند و اصطکاک را کاهش می دهد
• خطر شکنندگی هیدروژن برای فولاد با قدرت بالا وجود ندارد

معایب:

• نیاز به مهر و موم روغن / موم اضافی برای مقاومت در برابر خوردگی
• مقاومت محدود به سایش برای کاربردهای فرسایش بالا

• دنده ها:ترکیب ابعاد دقیق با سطوح نگهدارنده روغن
• سلاح های آتشین:بازتاب کم و عملکرد صاف را فراهم می کند
• قطعات اتصال:تعادل حفاظت از خوردگی با جذابیت زیبایی
• ابزارها:تقویت اجزای داخلی با حفاظت اساسی

در حالی که برای فولاد کربن بهینه شده است، فرمول های تخصصی بر روی:

• فولاد ضد زنگ (مقاومت افزایش خوردگی)
• مس/برنج (پاتینه های سیاه باستانی)
• زینک/الومینیوم (پایینش های تزئینی)

گام های استاندارد برای انواع دمای مختلف اعمال می شود:

1. کاهش چربی (مهم برای چسبندگی)
2. شستشوی آب
3. ترشح اسید (از بین بردن زنگ)
4. شستشوی ثانویه
5. غوطه ور شدن در حمام اکسیداسیون
6. شستشوی نهایی
7. بعد از درمان (سرب کردن یا موم کردن)

در حالی که کیت های سیاه شدن سرد آزمایشات خانگی را امکان پذیر می کند، نتایج معمولاً دارای دوام صنعتی نیستند. فرآیندهای دمای متوسط به دلیل تولید دود، نیاز به تهویه مناسب و اقدامات ایمنی دارند.

مقایسه هزینه ها:در میان اقتصادی ترین فلز پایان، اگر چه قیمت متفاوت با پیچیدگی قطعات و حجم.

تاثیرات زیست محیطی:به طور کلی تمیز تر از الکترواستات است، اما دفع مواد شیمیایی همچنان تنظیم شده است.

راه حل هاي ديگر:پوشش روی (مقاومت بهتر در برابر خوردگی) ، پوشش پودری (انتخاب رنگ) ، یا آنودیزاسیون (برای آلومینیوم).