स्टेनलेस स्टील को काला रंग देने हेतु उपयोग में आने वाली विधियाँ, इन विधियों के परिणाम, एवं इस प्रक्रिया के चरण

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इस पोस्ट को अंतिम बार cy1125915 द्वारा 2015-12-17 16:01 पर संपादित किया गया। औद्योगिक उत्पादन में, सतही संसाधन हेतु दो तरीके हैं – एक भौतिक संसाधन विधि, एवं दूसरी रासायनिक संसाधन विधि। स्टेनलेस स्टील की सतह का काला हो जाना, रासायनिक उपचार संबंधी एक सामान्य प्रक्रिया है। सिद्धांत: रासायनिक विधियों के द्वारा, धातु की सतह पर एक ऑक्सीकरण परत बन जाती है; सतह को संसाधित करने हेतु इसी ऑक्सीकरण परत का उपयोग किया जाता है। इस सतह-संसाधन प्रक्रिया में, धातु की सतह पर उपयुक्त उपकरणों के प्रभाव से एक ऑक्सीकरण-आवरण बन जाता है; यह आवरण धातु एवं बाहरी वातावरण के बीच सीधे संपर्क को रोकता है। सरल शब्दों में, सतह को काला रंग देने की प्रक्रिया वास्तव में एक रासायनिक सतह-संसाधन विधि है; इसमें धातु की सतह पर बनने वाली ऑक्सीकरण परत का उपयोग करके सतह को वांछित रूप दिया जाता है। 1. सामान्य विधियाँ – प्रथम श्रेणी: अम्लीय रंजन विधि (1) घुलित पेरोक्साइड विधि। स्टेनलेस स्टील के टुकड़ों को सोडियम परक्रोमेट वाले गलनशील लवणीय घोल में डुबोया जाता है, एवं 20–30 मिनट तक अच्छी तरह मिलाया जाता है; इससे काला ऑक्सीकरण आवरण बन जाता है। ठंडा होने के बाद, इसे पानी से धो लें। पिघले हुए लवण का तापमान 450–550℃ होता है। इस तापमान से कम होने पर, पर्याप्त ऑक्सीकरण नहीं हो पाता, जिसके कारण काले रंग की प्राप्ति संभव नहीं होती। (2) क्रोमेटेट विधि से काला रंग प्राप्त करना – इस विधि में फिल्म का रंग हल्के से गहरे रंग में बदलता है। जब रंग हल्के नीले से गहरे नीले (या पूर्ण काले) रंग में बदलता है, तो इस प्रक्रिया में केवल 0.5–1 मिनट का ही समय लगता है। यदि इस उपयुक्त समयावधि को चूक दिया जाए, तो रंग फिर से हल्के भूरे रंग में आ जाता है; ऐसी स्थिति में फिल्म को हटाकर पुनः रंगना ही पड़ता है। कठोरीकरण प्रक्रिया से घिसने का प्रतिरोध बढ़ जाता है। रंग-निर्धारण उपकरण के उपयोग से, समान गुणवत्ता वाली काली ऑक्सीकरण परत प्राप्त की जा सकती है। ऑपरेशन हेतु सख्त नियमों का पालन आवश्यक है। इस विधि को “इंको विधि” भी कहा जाता है। इसका इस्तेमाल कई दशकों से किया जा रहा है, एवं इसे ब्रिटिश लोगों ने ही व प्रक्रिया में सुधार किए जाने के बाद, इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है, एवं इससे उल्लेखनीय लाभ हु वर्तमान में, हमारे देश की तुलना अत्याधुनिक देशों से की जाए तो, मुख्य कमी रंगीन इलेक्ट्रॉनिक निगरानी उपकरणों के क्षेत्र में है। विदेशों में इस उपकरण का उपयोग औद्योगिक उत्पादन हेतु किया जा रहा है; इसके द्वारा एक ही रंग को बार-बार प्राप्त किया जा सकता है। लेकिन देश में अभी तक इसके उपयोग की कोई खबर नहीं है। इसलिए, रंग निर्धारण हेतु इलेक्ट्रॉनिक निगरानी उपकरणों का विकास करना अत्यंत आवश्यक है। 2. सल्फरीकरण विधि से सुंदर काले रंग की परत प्राप्त की जा सकती है; ऑक्सीकरण से पहले इसे हाइड्रोक्लोरिक एसिड से धोना आवश्यक है।
3. क्षारीय ऑक्सीकरण विधि में, हाइड्रोजन ऑक्साइड एवं सोडियम के मिश्रण का उपयोग किया जाता है। ऑक्सीकरण की प्रक्रिया 10-15 मिनट तक चलती है। काले रंग की इस परत की घर्षण-प्रतिरोधक क्षमता बहुत अच्छी होती है, इसलिए इसे सुदृढ़ करने की कोई आवश्यकता नहीं है। नमकीन धुएँ का समय आमतौर पर 600-800 घंटों का होता है। यह स्टेनलेस स्टील की गुणवत्ता को बनाए रखने में मदद करता है। दूसरी श्रेणी: विद्युत-ऑक्सीकरण विधि
घोल तैयार करने हेतु: 20-40 ग्राम/लीटर मेथिल पेरोक्साइड, 10-40 ग्राम/लीटर मैंगनीज सल्फेट, 10-20 ग्राम/लीटर बोरिक एसिड; pH = 3-4। रंगीन फिल्म को 25°C पर 10% HCl घोल में 5 मिनट तक भिगोया जाता है। यदि फिल्म की सतह पर कोई रंग-परिवर्तन या अलग होने की प्रवृत्ति न हो, तो इसका अर्थ है कि फिल्म की जंग-प्रतिरोधक क्षमता अच्छी है। इलेक्ट्रोलिसिस विधि के द्वारा 1Crl7 फेराइट स्टील को काला रंग दिया जा सकता है; इस प्रक्रिया में रंग लगने की गति बहुत तेज होती है। इसके बाद, हार्डनिंग प्रक्रिया से ऐसी काली ऑक्साइड परत प्राप्त होती है, जो समान रंग वाली, लचीली होती है, एवं उसमें कुछ हद तक कठोरता भी होती है। इसकी विशेषताएँ हैं – सरल प्रक्रिया, तेज़ रंग लगने की गति, बेहतर रंगीकरण परिणाम, एवं अच्छी जंग-प्रतिरोधक क्षमता। यह विभिन्न प्रकार के स्टेनलेस स्टील की सतहों पर रंग लगाने हेतु उपयुक्त है; इसलिए इसका उपयोगी मूल्य है। तीसरा वर्ग: QPQ थर्मल ट्रीटमेंट विधि। इसे विशेष उपकरणों के द्वारा ही किया जाता है; इस विधि से बनी परत मजबूत होती है, एवं इसकी स्थायित्व-क्षमता भी अच्छी होती है। ； लेकिन स्टेनलेस स्टील, विशेष रूप से ऑस्टेनाइट स्टेनलेस स्टील के मामले में, QPQ उपचार के बाद भी उसकी जंग-रोधक क्षमता, बिना किसी उपचार के होने वाली क्षमता जितनी अच्छी नहीं रहती। इसका कारण यह है कि ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील की सतह पर मौजूद क्रोम की मात्रा क्षतिग्रस्त हो गई है। क्योंकि QPQ प्रक्रिया से पहले होने वाली नाइट्रीकरण प्रक्रिया के दौरान कार्बन-नाइट्रोजन यौगिक आंतरिक भागों में पहुँच जाते हैं, जिससे सतही संरचना क्षतिग्रस्त हो जाती है। यह आसानी से जंग लगा लेता है; नमकीन वातावरण में कुछ ही घंटों में इस पर जंग लग जाती है। इस कमजोरी के कारण इसका उपयोगी होना संभव नहीं है।
2. उपचार का प्रभाव: रंग – स्टेनलेस स्टील पर किए गए काले रंग के उपचार के बाद इसका रंग चमकदार काला या मैट काला हो जाता है। सतह पर कोई चोट नहीं है, रंग समान है। झिल्ली की मोटाई: 1.5–2.5 माइक्रोमीटर। यह मान उत्पाद की सटीकता को प्रभावित नहीं करता। 1.5–2.5 से अधिक या कम होने पर उत्पाद के आकार पर बड़ा प्रभाव पड़ता है, ऐसे उत्पाद खराब माने जाते हैं। जंग-प्रतिरोधक क्षमता। 2 नमूनों को न्यूट्रल सॉल्ट स्प्रे परीक्षण हेतु लिया जाए। बेहतर होगा कि ये नमूने 600-800 घंटों तक इस परीक्षण में टिक पाएं; यदि ऐसा संभव न हो, तो यह खराब माना जाएगा। सतह साफ एवं व्यवस्थित होनी चाहिए, उस पर कोई काला/धूसर रंग नहीं होना चाहिए, एवं फिल्म परत मजबूत होनी चाहिए। 3. प्रक्रिया के चरण: सफाई ； उत्पाद की सतह को साफ एवं व्यवस्थित रखें। वसा हटाना: कार्यवस्तु को पूरी तरह से वसा-हटाने वाले तरल में डुबोना आवश्यक ； डिफैटिंग तरल का pH मान 12-14 होता है; इसका उपयोग 10-30 मिनट तक किया जाता है। हर 3-5 मिनट में इस तरल को कुछ बार हिलाया जाता है। यदि तरल का pH मान 12 से कम हो जाए, तो डिफैटिंग पाउडर जोड़ना आवश्यक है। ； पानी से धोना ； एसिड वॉशिंग: एसिड वॉशिंग घोल का pH मान 2-4 होता है; प्रसंस्करण का समय 5-10 मिनट होता है। ； पानी से धोना ； काला होना: तालाब के जल में pH मान 2.5-3.5 होता है; उपचार हेतु समय 10-12 मिनट होता है। ； पानी से धोना ； सुखाएं, तेल लगाएं।