آبکاری چیست؟
آبکاری (آبکاری برقی ) یک فرایند محبوب برای تکمیل و بهبود فلزات است که در طیف وسیعی از صنایع برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. با وجود محبوبیت آبکاری، اما تعداد کمی از افراد خارج از صنعت با این فرآیند، نحوه کار و نحوه کار آن آشنا هستند. اگر در حال استفاده از آبکاری در فرایند تولید بعدی خود هستید، باید بدانید که این فرایند چگونه کار می کند و چه مواد و گزینه های فرآیندی در اختیار شما قرار دارد.
ELECTROPLATING چیست؟
آبکاری نیز به عنوان الکترودپوزسیون شناخته می شود. همانطور که از نامش پیداست، این فرآیند شامل رسوب مواد با استفاده از جریان الکتریکی است. این فرایند باعث می شود لایه نازکی از فلز روی سطح قطعه کار به نام بستر رسوب کند. آبکاری عمدتا برای تغییر خواص فیزیکی یک جسم استفاده می شود. از این فرایند می توان برای افزایش مقاومت در برابر سایش، محافظت در برابر خوردگی یا زیبایی ظاهری و همچنین افزایش ضخامت اجسام استفاده کرد.
در حالی که آبکاری ممکن است به عنوان فناوری پیشرفته به نظر برسد، در واقع یک فرایند قرن ها است. اولین آزمایش های آبکاری در اوایل قرن ۱۸ انجام شد و این فرایند توسط بروگناتلی در نیمه اول قرن ۱۹ رسماً رسمی شد. پس از آزمایش های بروگناتلی، فرآیند آبکاری در سراسر اروپا تصویب و توسعه یافت. با پیشرفت شیوه های تولید در دو قرن آینده از طریق انقلاب صنعتی و دو جنگ جهانی ، فرایند آبکاری نیز مطابق با تقاضا تکامل یافت و در نتیجه روشی که شرکت نانو پلاس امروزه از آن استفاده می کند، نتیجه گرفت.
فرآیند پوشش فلزی با برقی سازی
فرایند آبکاری از یک جریان الکتریکی برای حل فلز و رسوب آن بر روی سطح استفاده می کند. این فرایند با استفاده از چهار جزء اصلی کار می کند:
- آند: آند، یا الکترود دارای بار مثبت، در مدار فلزی است که آبکاری را تشکیل می دهد.
- کاتد: کاتد در مدار آبکاری قسمتی است که باید آبکاری شود. به آن بستر نیز می گویند. این قسمت به عنوان الکترود با بار منفی در مدار عمل می کند.
- محلول: واکنش رسوب الکترود در محلول الکترولیتی انجام می شود. این محلول حاوی یک یا چند نمک فلزی، معمولاً شامل سولفات مس ، برای تسهیل جریان برق است.
- منبع تغذیه: جریان با استفاده از منبع تغذیه به مدار اضافه می شود. این منبع تغذیه با وارد کردن جریان به آند، برق را به سیستم وارد می کند.
هنگامی که آند و کاتد در محلول قرار می گیرند و به هم متصل می شوند، منبع تغذیه یک جریان مستقیم (DC) به آند می دهد. این جریان باعث اکسید شدن فلز می شود و اجازه می دهد اتم های فلز در محلول الکترولیت به عنوان یون مثبت حل شوند. سپس جریان باعث می شود که یونهای فلزی به سمت بستر با بار منفی حرکت کرده و در یک لایه نازک فلزی روی قطعه رسوب کنند.
به عنوان مثال، فرایند آبکاری طلا بر روی جواهرات فلزی را در نظر بگیرید. فلز روکش طلا آند موجود در مدار است، در حالی که جواهرات فلزی کاتد هستند. هر دو در محلول قرار می گیرند و برق DC به طلا داده می شود، که در محلول حل می شود. سپس اتم های حل شده طلا به سطح جواهرات فلزی پایه می چسبند و یک پوشش طلا ایجاد می کنند.
در حالی که این فرایند ثابت است، سه عامل می تواند بر کیفیت آبکاری تأثیر بگذارد. این عوامل به شرح زیر است:
- شرایط حمام: هم دما و هم ترکیب شیمیایی حمام بر روند آبکاری تأثیر می گذارد.
- محل قرارگیری قطعه: مسافتی که فلز محلول برای طی کردن نیاز دارد تاثیری روی نحوه پوشش دهی بستر دارد، بنابراین قرارگیری آند نسبت به کاتد مهم است.
- جریان الکتریکی: هم سطح ولتاژ و هم زمان اعمال جریان الکتریکی در کارآیی فرایند آبکاری نقش دارد.
از کدام فلزات در فرآیند آبکاری برقی استفاده می شود؟
آبکاری می تواند با فلزات جداگانه یا در ترکیب های مختلف (آلیاژها) رخ دهد که می تواند ارزش بیشتری برای فرایند آبکاری ایجاد کند. برخی از متداول ترین فلزات برای آبکاری عبارتند از:
- مس: مس اغلب به دلیل رسانایی و مقاومت در برابر حرارت مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین معمولاً برای بهبود چسبندگی بین لایه های مواد استفاده می شود.
- روی: روی بسیار مقاوم در برابر خوردگی است. اغلب، روی با فلزات دیگر آلیاژ می شود تا این خاصیت را افزایش دهد. به عنوان مثال، هنگامی که روی با نیکل آلیاژ می شود، روی به ویژه در برابر خوردگی جوی مقاوم است.
- قلع: این فلز مات و درخشان بسیار لحیم پذیر و مقاوم در برابر خوردگی و همچنین سازگار با محیط زیست است. همچنین در مقایسه با سایر فلزات ارزان است.
- نیکل: نیکل مقاومت بسیار خوبی در برابر سایش دارد که می توان آن را از طریق عملیات حرارتی بهبود بخشید. آلیاژهای آن نیز بسیار ارزشمند هستند و مقاومت عنصری، سختی و رسانایی را ارائه می دهند. آبکاری نیکل الکترولس نیز به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، مغناطیس، اصطکاک و سختی کم ارزش دارد.
- طلا: این فلز گرانبها مقاومت بالایی در برابر خوردگی، لکه دار شدن و سایش دارد و به دلیل خاصیت رسانایی و زیبایی مورد توجه است.
- نقره: نقره به اندازه طلا مقاوم در برابر خوردگی نیست، اما بسیار شکل پذیر و چکش خوار است، مقاومت بسیار خوبی در برابر سایش دارد و زیبایی فوق العاده ای را ارائه می دهد. همچنین در مواردی که هدایت حرارتی و الکتریکی مورد نیاز است، جایگزینی برای طلا است.
- پالادیوم: این فلز روشن اغلب به دلیل طلا ، پلاتین و سختی، مقاومت در برابر خوردگی و پوشش زیبا مورد استفاده قرار می گیرد. هنگامی که با نیکل آلیاژ می شود، این فلز سختی عالی و کیفیت آبکاری را بدست می آورد.
قیمت، ترکیب بستر و نتیجه مورد نظر از عوامل کلیدی هنگام تعیین مناسب ترین مواد آبکاری برای کاربرد شما هستند.
چندین روش مختلف آبکاری وجود دارد که می توان از هر یک در کاربردهای مختلف استفاده کرد. برخی از این انواع آبکاری با جزئیات بیشتری در زیر شرح داده شده است:
- آبکاری بشکه: آبکاری بشکه روشی است که برای صفحات گروه های بزرگ قطعات کوچک استفاده می شود. در این فرایند ، قطعات داخل بشکه ای پر از محلول الکترولیت قرار می گیرند. فرآیند آبکاری در حالی که بشکه در حال چرخش است، ادامه می یابد و قطعات را به هم می زند تا به طور مداوم حتی تکمیل شوند. آبکاری بشکه بهتر است در قطعات کوچک و با دوام استفاده شود، اما راه حل ارزان، کارآمد و انعطاف پذیر را ارائه می دهد.
- آبکاری قفسه: اگر بخواهید گروه های زیادی از قطعات را بشقاب کنید، روکش یا سیم کشی گزینه مناسبی است. در این روش، قطعات روی یک قفسه سیمی قرار می گیرند و به هر قسمت اجازه می دهد با منبع برق تماس فیزیکی داشته باشد. این گزینه گرچه گرانتر است، اما برای قطعات ظریف تری که نمی توانند آبکاری بشکه را انجام دهند ، بهینه است. توجه به این نکته ضروری است که آبکاری قفسه برای قطعاتی که به برق حساس هستند یا شکل نامنظمی دارند دشوارتر است.
- آبکاری بدون الکترولس: آبکاری بدون الکترولس، که به عنوان آبکاری اتوکاتالیستی نیز شناخته می شود، از فرایند مشابهی با قرارگیری الکتریکی استفاده می کند اما مستقیماً برق را به قطعه اعمال نمی کند. در عوض، فلز آبکاری حل شده و با استفاده از یک واکنش شیمیایی به جای یک واکنش الکتریکی رسوب می کند. در حالی که این گزینه برای قطعاتی که با جریان های الکتریکی ناسازگار هستند مفید است، اما هزینه و هزینه کمتری نسبت به سایر گزینه ها دارد.
در حالی که این روش ها به روش های مختلف به انجام رساندن الکتریکی می پردازند، همه آن ها از اصول اساسی یکسانی استفاده می کنند.
موارد استفاده از سیستم های الکتریکی
در حالی که آبکاری اغلب برای بهبود ظاهر زیبایی یک ماده اولیه استفاده می شود، این تکنیک برای چندین هدف دیگر در صنایع مختلف استفاده می شود. این موارد شامل موارد زیر است:
- ضخامت ساخت: آبکاری اغلب برای افزایش ضخامت یک لایه از طریق استفاده تدریجی از لایه های نازک استفاده می شود.
- محافظت از بستر: لایه های آبکاری شده به عنوان پوشش های فلزی قربانی عمل می کنند. این بدان معناست که وقتی قطعه ای در محیطی مضر قرار می گیرد، لایه آبکاری شده قبل از مواد اولیه خراب می شود و از بستر در برابر آسیب محافظت می کند.
- خواص سطح امانت: آبکاری به بسترها اجازه می دهد تا از خواص فلزاتی که با آن ها روکش شده اند بهره مند شوند. به عنوان مثال، برخی از فلزات در برابر خوردگی محافظت می کنند، هدایت الکتریکی را بهبود می بخشند، اصطکاک را کاهش می دهند یا سطحی را برای چسبندگی بهتر رنگ آماده می کنند. فلزات مختلف خواص متفاوتی را به ارمغان می آورند.
- بهبود ظاهر: البته از آبکاری معمولاً برای بهبود ظاهر زیبایی یک لایه استفاده می شود. این می تواند به معنی روکش بستر با یک فلز زیبا و یا به سادگی استفاده از یک لایه برای بهبود یکنواختی و کیفیت سطح باشد.
مزایای استفاده از روش الکتریکی
آبکاری طیف وسیعی از مزایا را برای قطعات ارائه می دهد. برخی از مزایای خاص آبکاری شامل موارد زیر است:
- سد حفاظتی: آبکاری آبکاری سدی روی سطح ایجاد می کند و از آن در برابر شرایط محیطی محافظت می کند. در برخی موارد، این مانع می تواند در برابر خوردگی ناشی از جو محافظت کند. این ویژگی به طور خاص برای اجزای سازنده مفید است زیرا قطعات در شرایط سخت تر بیشتر طول می کشند، به این معنی که آنها نیاز به تعویض کمتر دارند.
- ظاهر بهتر: قطعات بیرونی اغلب با لایه های نازک فلزات گرانبها آبکاری شده اند تا ظاهر آن ها درخشان تر و جذاب تر شود. این روکش بدون هزینه های گزاف زیبایی را به ارمغان می آورد، به این معنی که قطعات جذاب را می توان با قیمت پایین تری به فروش رساند. علاوه بر این، آبکاری اغلب برای جلوگیری از لکه دار شدن ظروف نقره، بهبود طول عمر و ظاهر زیبا در طول زمان استفاده می شود.
- رسانایی الکتریکی: آبکاری نقره و مس به بهبود هدایت الکتریکی قطعات کمک می کند و یک راه حل مقرون به صرفه و کارآمد برای بهبود رسانایی در قطعات الکترونیکی و الکتریکی ارائه می دهد.
- مقاومت در برابر حرارت: چندین فلز، از جمله طلا و روی-نیکل، در برابر درجه حرارت بالا مقاوم هستند و توانایی بستر را برای مقاومت در برابر آسیب حرارتی بهبود می بخشد. این به نوبه خود می تواند طول عمر قطعات آبکاری شده را افزایش دهد.
- افزایش سختی: آبکاری اغلب برای بهبود استحکام و دوام مواد بستر مورد استفاده قرار می گیرد و باعث می شود که آنها کمتر مستعد آسیب ناشی از تنش یا استفاده خشن شوند. این کیفیت می تواند به افزایش طول عمر قطعات آبکاری شده کمک کرده و نیاز به تعویض را کاهش دهد.
برخی از مزایای ارائه شده مربوط به فلز است. به عنوان مثال آبکاری نیکل برای کاهش اصطکاک مفید است، که به کاهش ساییدگی و افزایش طول عمر بخشی کمک می کند. از سوی دیگر، آلیاژهای روی-نیکل برای جلوگیری از ایجاد برجستگی های تیز در طول تولید، که می تواند منجر به آسیب جزئی شود، استفاده می شود. مس همچنین در بسیاری از کاربردها به عنوان پوشش زیرین استفاده می شود، زیرا چسبندگی با روکش های فلزی اضافی را برای بهبود کیفیت سطح قسمت نهایی تسهیل می کند.
صنایعی که از الکتروپلتینگ استفاده می کنند
این که آیا شرکت شما به دنبال حفاظت در برابر خوردگی، افزایش دوام یا افزایش هدایت الکتریکی است، آبکاری راه حل هایی را ارائه می دهد. به همین دلیل است که آبکاری به طور گسترده ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. در زیر برخی از صنایع SPC و نحوه اعمال آبکاری آنها ذکر شده است:
- صنعت خودرو: آبکاری معمولاً در صنعت خودرو برای جلوگیری از خوردگی در شرایط سخت محیطی استفاده می شود. محلول های آبکاری روی و نیکل به جلوگیری از ایجاد زنگ زدگی کمک می کند، در حالی که آبکاری نیکل بدون الکترود به عنوان یک جایگزین عالی برای کروم روی مبدل های کاتالیزوری و قطعات پلاستیکی عمل می کند.
- صنعت الکترونیک: شرکت های الکترونیکی اغلب از روکش طلا برای رسانایی آن استفاده می کنند و آن را در نیمه هادی ها و اتصالات به کار می برند. طلا نیز به دلیل مقاومت در برابر خوردگی در این صنعت مورد طلب است. آبکاری مس یکی دیگر از فلزهای متداول در این صنعت است که در صورت تمرکز بر رسانایی به عنوان جایگزینی برای طلا استفاده می شود. آلیاژهای پالادیوم نیز معمولاً به عنوان پوشش محافظ بر روی تجهیزات و قطعات الکترونیکی استفاده می شود.
- صنعت پزشکی: صنعت تجهیزات پزشکی اغلب از آبکاری فلز برای بهبود سازگاری زیستی اجزاء ، به ویژه ایمپلنت ها استفاده می کند. طلا، نقره و تیتانیوم معمولاً در این صنعت به دلیل سازگاری زیستی ، مقاومت در برابر خوردگی، سختی و مقاومت در برابر سایش استفاده می شوند که همه آنها برای کاشت و تعویض مفصل ضروری هستند.
- صنعت هوافضا: صنعت هوافضا به دلیل نسبت استحکام به وزن زیاد از تیتانیوم برای ساخت هواپیما استفاده می کند. آبکاری نیکل نیز معمولاً در این صنعت برای محافظت در برابر خوردگی و سایش استفاده می شود، در حالی که مس برای بهبود مقاومت در برابر حرارت استفاده می شود.
- صنعت نفت و گاز: حفاظت در برابر خوردگی به دلیل ماهیت پتروشیمی ها، نگرانی اصلی صنعت نفت و گاز است. آبکاری نیکل بدون الکترود اغلب در این صنعت برای کمک به محافظت از لوله ها و سایر اجزا در برابر خوردگی استفاده می شود که به افزایش طول عمر قطعات کمک می کند.
- بسیاری از صنایع دیگر از جمله اسلحه گرم، صنایع نظامی و دفاعی نیز از آبکاری در کاربردهای مختلف استفاده می کنند. همه این صنایع از آبکاری به دلیل قابلیت های عملکردی آن و همچنین هزینه کم و انعطاف پذیری کاربرد آن، استقبال می کنند.
نمونه های برقی
نمونه های خاصی از کاربردهای آبکاری در صنایع مختلف وجود دارد. برخی از این موارد در زیر شرح داده شده است:
- آبکاری مس نیمه رساناها: گزینه های مختلف آبکاری فلزات در صنایع الکترونیک استفاده می شود. آبکاری مس به طور معمول برای افزایش توانایی نیمه رساناها و مدارها در هدایت الکتریسیته مورد استفاده قرار می گیرد.
- آبکاری نیکل هارد دیسک: نیکل یک فلز مغناطیسی است که برای دیسک های سخت یک ویژگی ضروری است. هارد دیسک ها برای بهبود خواندن دیسک نیاز به مغناطیس دارند، بنابراین هارد دیسک ها معمولاً در طول فرآیند تولید با نیکل آبکاری می شوند.
- آبکاری پالادیوم مبدلهای کاتالیزوری: آبکاری پالادیوم معمولاً در صنعت خودرو، به ویژه در مبدل های کاتالیزوری استفاده می شود. پالادیوم در طی فرآیند تولید هیدروژن اضافی را جذب می کند، عنصری که بر عملکرد مبدل های کاتالیزوری تأثیر منفی می گذارد. آبکاری با پالادیوم این هیدروژن اضافی را جذب می کند و عملکرد مبدل کاتالیزوری را بهبود می بخشد.
- آبکاری نیکل الکترولس اجزای هوافضا: آبکاری نیکل بدون الکترود سیاه قادر به جذب نور و انرژی است. این یک ویژگی اساسی در ساخت انواع مختلف خودروهای دفاعی است. بسیاری از تولیدکنندگان صنایع دفاعی و هوافضا برای اطمینان از مطابقت با استانداردهای صنعت، از جمله دستورالعمل های وزارت دفاع، از این گزینه آبکاری استفاده می کنند.
با تجربه گسترده ما در طیف وسیعی از صنایع، نانوپلاس می تواند به این کاربردهای آبکاری و موارد دیگر کمک کند و طیف وسیعی از خدمات آبکاری مقرون به صرفه را ارائه دهد.
نانوپلاس را انتخاب کنید!
تعیین بهترین گزینه های تولیدی شما برای کارآیی شرکت شما ضروری است. آبکاری به عنوان یک گزینه مفید از لحاظ عملکردی و مالی برای انواع برنامه ها عمل می کند، اما برای مشاهده همه مزایا، باید با شرکت آبکاری مناسب همکاری کنید. شرکت نانوپلاس می تواند کمک کند.
درباره ی چشمه نور
کمپانی چشمه نور است با قدمتی ۳۰ ساله میباشد ؛ همه ی محصولات این شرکت دارای گارانتی ۱۲ ماهه میباشند، برای مشاهده ی آن ها میتوانید به سایت دکورشاپ مراجعه فرمایید.
امروزه ممکن است به دلیل مشغله ی کاری امکان خرید حضوری و یا حتی مشاهده ی مدل ها برایتان مشکل شده باشد ؛ یکی از سایت های معتبر که امکان خرید اینترنتی را برایتان ایجاد کرده است ، دکورشاپ میباشد .
البته این شرکت برای راحتی بیشتر شما ، امکان خرید اقساطی حتی بدون ضامن را در سایت فراهم کرده است و در صورتی که برای انتخاب محصول به مشکلی برخورد کردید میتوانید از پشتیبان های دکورشاپ به صورت رایگان مشاوره بگیرید .
برای مشاوره ی رایگان با شماره ی ۵۵۰۴۰۷۵۰-۰۲۱ تماس بگیرید.
برای مطالعه ی مطالب بیشتر درباره ی موضوعاتی مانند آبکاری و نانو میتوانید به وبلاگ نانوپلاس مراجعه کنید و پاسخ بسیاری از سوالات خود را بیابید