فرایند آبکاری چیست چه کاربردهایی دارد ؟

بسیاری از مواد فلزی و غیرفلزی که در صنایع مختلف استفاده می‌شوند، مقامت خوبی در برابر عوامل شیمیایی و خوردگی ندارند. از طرفی استفاده از مواد مقاوم به دلیل هزینه نهایی بالایی که در پی دارد؛ در بسیاری از صنایع  مقرون به صرفه نیست. بنابراین می توان باآبکاری آلیاژ های ارزان قیمتی مانند فولاد و ایجاد پوشش نازک فلزی هم مقاومت آنها را افزایش داد و هم ظاهری زیبا و درخشان به آنها بخشید.

اگر شما هم علاقمند هستید اطلاعات بیشتری در خصوص آبکاری و فرایند های آن کسب کنید؛ دعوت می کنیم در ادامه با فولاد نصر آذربایجان همراه باشید.

◾️آبکاری چیست؟

آبکاری یک روش شیمیایی یا الکتروشیمیایی برای ایجاد پوشش‌‌ فلزی بر روی سطح اجسام است. به عبارت دیگر در فرایند آبکاری یک لایه نازک از یون‌های فلزی مانند نیکل، کروم، مس، روی، کادمیوم، قلع، نقره، طلا و… بر سطح شیء دیگری رسوب داده می‌شود. تا علاوه بر افزایش دوام و مقاومت جسم ؛ زیبایی ظاهری وکیفیت سطحی کار را افزایش دهد.

زیرا جسم هایی که با پوشش فلزی آبکاری می شوند بسیار براق و زیبا هستند. از آبکاری در صنایع مختلف غذایی،  خودرو سازی، صنایع مخابرات، تولید قطعات الکترونیکی، ساخت درو پنجره و… استفاده می شود.

◾️هدف از آبکاری چیست؟

• افزایش مقاومت در برابر خوردگی
• افزایش زیبایی ظاهری
• افزایش مقاومت سایشی
• افزایش مقاومت سطحی
• بهبود لحیم کاری
• افزایش در رسانایی الکتریکی
• بهبود چسبندگی رنگ
• کاهش اصطکاک

◾️انواع روش های آبکاری

آبکاری الکتریکی با اعمال جریان برق (الکتروپلیتینگ)

به فرآیند پوشش‌دهی اجسام به کمک جریان برق آبکاری الکتریکی یا الکتروپلیتینگ می گویند.در این روش یون‌های حل شده در محلول با اعمال جریان برق در جهت انجام واکنش مورد نظر تحریک می‌شوند.

اجزای اصلی در آبکاری الکتریکی

آند : آندها در فرآیند آبکاری الکتریکی یون‌های فلزی مورد نیاز را تامین و مدار الکتریکی را تکمیل می کنند.

کاتد : جسم مورد نظر در آبکاری الکتریکی به کاتد تبدیل می‌شود و با اعمال جریان برق، سطح آن مرکزی برای تجمع بارهای منفی می شود. این امر موجب می‌شود تا یون‌های مثبت حل شده در محلول به سمت جسم جذب شوند و در نهایت بر سطح آن رسوب کنند. در نتیجه راسب شدن یون‌های فلزی بر سطح جسم، یک پوشش نازک فلزی بر سطح آن ایجاد می‌شود.

▫️حمام الکترولیت : در فرایند آبکاری با جریان برق، الکترولیت بستری برای حرکت یون‌ها است که به آن حمام الکترولیت می گویند‌. چنین حمامی با در نظر گرفتن جنس ماده‌ای که قرار است آبکاری شود و همچنین خواصی که از آبکاری انتظار داریم، انتخاب می‌شود.

اسیدها، بازها، نمک‌های فلزی و نمک‌های مذاب اجزای اصلی در حمام‌های آبکاری الکتریکی هستند.

عوامل موثر در آبکاری الکتریکی

• ولتاژ
• جریان
• دمای حمام
• زمان فرآیند
• ترکیب حمام آبکاری

این عوامل بر ضخامت و کیفیت سطحی پوشش نهایی در آبکاری الکتریکی تاثیر گذار هستند.

 آبکاری شیمیایی

‏آبکاری شیمیایی و یا الکترولس  زمانی استفاده می شود که بخواهیم فرآیند آبکاری را بدون اعمال جریان برق انجام دهیم.  محلول آبی، یون‌های فلزی رسوب شونده، عوامل احیا کننده، عوامل کمپلکس کننده و پایدارکننده‌ها از اجزای اصلی حمام‌های آبکاری شیمیایی اند.

در این روش برای تامین الکترون‌ به منبع جریان خارجی نیازی نیست. بلکه چندین واکنش همزمان در یک محلول آبی ایجاد و طی آن از عوامل احیاکننده‌ای استفاده می‌شود تا الکترون مورد نیاز برای رسوب یون‌های فلزی بر سطح جسم  فراهم شود.‏ به عبارتی دیگر، یون‌های فلزی با عوامل احیا کننده واکنش می‌دهند و الکترون مورد نیاز خود را از آن‌ها دریافت می‌کنند تا بتوانند بر سطح فلز رسوب کنند.

زمانی که قطعاتی با اشکال پیچیده و نامنظم داشته باشیم که ایجاد پوشش یکنواخت بر روی آن با آبکاری الکتریکی دشوار باشد، بهترین روش استفاده از آبکاری شیمیایی است

همچنین اگر هدف از انجام آبکاری بر روی یک قطعه فقط  زیبایی نیست و بالا بردن مقاومت سطحی  در نظر است، آبکاری شیمیایی انتخاب مناسبتری است زیرا که ساختار نهایی عیوب و تخلخل کمتری دارد.

◾️تفاوت آبکاری الکتریکی با آبکاری شیمیایی

✔️در آبکاری شیمیایی یون‌های فلزی تجمع کاملا یکنواختی بر کل سطح قطعه دارند در نتیجه  پوششی با ضخامت یکسان به دست می آید. اما در آبکاری الکتریکی یون‌های فلزی تجمع بیشتری در گوشه‌ها و یا مناطق نوک دارند که باعث می شود پوشش نهایی ضخامت یکسانی نداشته باشد

✔️جوش پذیری، لحیم پذیری و سختی پوشش‌های شیمیایی بیشتر از پوشش های الکتریکی است.

✔️پوشش‌های آبکاری شیمیایی نسبت به پوشش های آبکاری الکتریکی حفاظت بیشتری در برای خوردگی از خود نشان می‌دهند.

◾️مراحل آبکاری

۱- انتخاب الکترولیت ها

با اینکه فلزات مختلفی را می توان آبکاری کرد ؛ اما تعیین الکترولیت مناسب برای کیفیت آبکاری بسیار مهم است. بعضی از الکترولیت ها اسیدی، بازی، نمکهای فلزی یا نمکهای مذاب هستند. بنابراین هنگام انتخاب نوع الکترولیت، باید مواردی از قبیل خوردگی، سختی، مقاومت مکانیکی و سایشی، روشنایی یا بازتاب پذیری، انعطاف پذیری و.. در نظرگرفته شود‌.

۲- آماده سازی سطح برای آبکاری

در این مرحله سطح قطعه از هر گونه آلاینده پاک می شود.زیرا آلاینده ها مانع از رسوب و چسبندگی می شود. به این صورت که ابتدا سطح کار با حلال های خاصی مانند تمیز کننده های قلیایی، آب یا پاک کننده های اسیدی  تمیز می شود تا لایه های روغن از روی سطح حذف شوند.

در ادامه سطح کار اصلاح می شود که در اصلاح به آن پرداخت می گویند. در آخر نیز شستشوی فیزیکی و شیمیایی انجام می شود. شستشوی فیزیکی شامل سابیدن با فرچه و شستشوی شیمیایی یعنی استفاده از حلالهایی که دارای مواد شیمیایی هستند.

۳- آبکاری

در این مرحله نیز آبکاری به یکی از روش های الکتریکی یا شیمیایی انجام می شود‌.

◾️مواد مناسب برای آبکاری فلزات

مواد مناسب برای آبکاری بسته به ویژگی هایی که از محصول نهایی انتظار می رود ، تعیین می شود.

برای مثال  آبکاری با طلا، نقره ،مس ،قلع ، نیکل ، برنج ، روی ، نیکل سیاه/ کروم ، کروم ، پالادیوم یا آلیاژ پالادیوم/نیکل ، پلاتین ،روتنیوم ،کادمیوم و..

▫️آبکاری با طلا

در این روش لایه ای نازکی از طلا بر روی فلزاتی از جنس نقره و یا مس قرار می گیرد. لایه طلا در برابر خوردگی مقاوم بوده و رسانایی الکتریکی بسیار زیادی دارد که در اتصال دهنده های الکتریکی و مدارهای الکتریکی چاپی و یا به منظور بهبود ظاهر و کاربری زینتی مورد استفاده قرار میگیرد.

تنها عیب آبکاری طلا بر روی مس این است که اتم های مس تمایل به نفوذ در لایه طلا دارند که باعث ایجاد لک در سطح طلا می شود. به همین دلیل ابتدا لایه ای مانند نیکل به عنوان مانع بر روی مس قرار می گیرد وبعد طلا بر روی آن نشانده می شود .

▫️آبکاری با مس

آبکاری با مس معمولا بر روی آهن و آلمینیوم انجام می گیرد و به دلیل جذب تنش های گرمایی در صنعت کاربرد فراوانی دارد.

▫️آبکاری با قلع

به وسیله ی قلع می توان سطوح فلزی و غیر فلزی را آبکاری نمود. این آلیاژ به دلیل ویژگی هایی چون غیر سمی بودن، انعطاف پذیر و ضد خوردگی کاربرد وسیعی در بسته بندی مواد غذایی  و صنایع الکتریکی دارد.

برای نمونه قوطی های کنسرو جزو ورقه های فولادی هستند که با قلع آبکاری می شوند تا هم مقاومت آنها افزایش یابد و هم ظاهر جذاب و مشتری پسندی داشته باشند و از همه مهمتر هزینه زیادی نداشته باشد.

▫️آبکاری با نیکل

معمولا آبکاری با  نیکل برای جلوگیری از خوردگی و زیبایی  استفاده می شود. در این روش فلزاتی چون برنج ، فولاد و روی به عنوان لایه زیرین  و نیکل به عنوان پوشش آن قرار می گیرد برای مثال در ساخت بعضی از قطعات خودرو از پوشش نیکل استفاده می شود.

▫️آبکاری با کروم

در این روش ابتدا لایه ای از نیکل بر روی فولاد قرار می گیرد و از روی  نیکل لایه ی کروم نشانده می شود‌.

از پوشش کروم در مواد تزیینی و ایجاد لایه ی براق بر روی لوازم خانگی مانند مبلمان فلزی ، شیرآلات حمام و .. دستگیره ، قطعات خودرو ،قطعات موتور سیکلت و .. استفاده می شود که علاوه بر زیبایی مقاومت قطعه را افزایش می دهد.

▫️آبکاری با آهن

در آبکاری با آهن حمام های مختلفی چون کلرید آهن ، فلوربورات آهن ، سولفامات آهن و سولفات آهن استفاده می شود که  متداول ترین آن کلرید آهن است.

▫️آبکاری با استیل

استیل ترکیبی از آلیاژ های آهن و کروم است که حداقل ۱۱ درصد در آن را کروم تشکیل می دهد.از مهم ترین ویژگی های استیل زیبایی و درخشندگی و مقاومت آن در برابر خوردگی و زنگ زدگی است. در آبکاری استیل از هر دو روش الکترولیتی و الکترولس استفاده می شود.

استیل در ساخت لوازم خانگی، بدلیجات و.. کاربرد فراوانی دارد.

◾️هزینه آبکاری فلزات

عوامل مختلفی می تواند بر هزینه ی آبکاری فلزات تاثیر گذار باشد . قیمت جهانی آلیاژ مد نظر ، ترکیب و سطح مقطعی که مد نظر می باشد از یک سو و هزینه ی استادی آبکاری بخصوص در اشیای زینتی از سویی دیگر در این امر تاثیر گذار می باشد .

سخن آخر

در این مطالب از وبسایت فولاد نصر آذربایجان ، در مورد چیستی آبکاری و انواع روش های انجام آن مطالبی آوردیم . ناگفته پیداست که کیفیت مواد اولیه بخصوص در فلزات ، تاثیر مستقیمی در فرایند آبکاری خواهد داشت. فولاد نصر با مجهز بودن به تجهیزات مدرن و دستگاه های روز جهانی ، اقدام به تولید انواع مقاطع فولادی با بهترین کیفیت می کند که امکان برش کاری و تولید تجهیزات مختلف بخصوص از شمش های فولادی را برای کاربران فراهم میکند .

به منظور مشورت در خرید انواع مقاطع فولادی می توانید با شماره ی کارشناسان ما ۰۴۱۳۴۳۲۹۴۸۱ تماس حاصل فرموده تا به به صورتی رایگان شما را در انتخاب بهترین محصول راهنمایی نمیایم.