آبکاری الکتریکی فولادها

آبکاری الکتریکی فولاد معمولا برای ایجاد رسوب  نیکل، طلا یا نقره بر روی جوهرات، چاقو و قطعات  استفاده می‌شود. در حال حاضر آبکاری الکتریکی تا حد زیادی گسترش یافته‌است تا حدی که نه تنها از آن در مرحله نهایی تولید استفاده می‌شود بلکه برای ایجاد یک پوشش محافظی مانند کادمیم، کروم یا اکسید آلومینیوم روی قطعات نیز به کار می رود.

فرایند آبکاری الکتریکی فولاد به این صورت می‌باشد که با عبور جریان مستقیم از یک الکترولیت فلز حاوی یون های فلز آند، یوت های فلز داخل محلول روی کاتد رسوب شده و مقداری از فلز آند به صورت یون های فلزی وارد محلول می‌شود به این ترتیب غلظت الکترولیت ثابت می‌ماند. آبکاری الکتریکی فولاد برای ایجاد پوشش‌های تزئینی و محافظ، قطعه سازی یا به عبارتی شکل دهی الکتریکی قطعات با شکل پیچیده که دارای زوایای مقعر، ابعاد دقیق و سطوح طرح دار (مثل صفحات چاپی) هستند، عملیات آندکاری، تمیزکاری الکترولیتی، پرداخت الکترولیتی، اسید شویی آندی، استخراج و تصفیه فلزات به کار می‌رود.

میزان ضخامت پوشش‌های رسوب الکتریکی به عواملی از قبیل دانسیته جریان، راندمان جریان و مدت زمان عملیات بستگی دارد و میزان کیفیت رسوب‌های الکتریکی بسته به کاربرد آن‌ها متفاوت است، در صورتی که هدف از آبکاری فقط جلوگیری از زنگ زدن در کوتاه مدت باشد، لایه نازک هم کفایت می‌کند اما در صورتی که شفافیت رسوب مدنظر باشد نیاز به بالا بردن کیفیت رسوب است.

میزان کیفیت رسوبهای نازک از طریقِ آزمایشِ اندازه گیری ضخامت و مقاومت خوردگی تعیین می‌گردد. بهتر است بدانید کیفیت آبکاری به واکنشهایی که در طول عملیات روی کاتد انجام می‌گیرند، بستگی دارد.

مراحل آبکاری الکتریکی فولاد

در اینجا هر کدام از مراحل آبکاری الکتریکی فولاد به طور مختصر توضیح داده می شود:

۱) شستشو: این کار به وسیله انواع تمیز کننده‌‌های قلیایی انجام می‌شود. انتخاب نوع آن به موادی که باید شسته شوند و همین طور روش شستشو (غوطه وری خالص یا با استفاده از سیستم الکتریکی) بستگی دارد. پاک کننده‌ها موادی مانند فسفات سدیم، هیدرواکسید سدیم، سیلیکات سدیم، کربنات سدیم، بورات سدیم یا ترکیبی از این قبیل مواد بوده اما عموما حاوی فسفات یا سیلیکات همراه با مقداری کربنات یا هیدرواکسید هستند.

در تمیز کاری الکتریکی قطعات ممکن است قطب آند یا کاتد باشند. به دلیل اینکه ناخالصیهای فلزی نمی‌توانند روی قطعات رسوب کنند، تمیز کننده‌های آندی ترجیح داده می‌شوند.

۲) چربی گیری: قبل از شستشوی الکتریکی چربی‌گیری انجام میگیرد. این مرحله به این صورت انجام می‌پذیرد که قطعات را در حلالهای سرد غوطه‌ور کرده یا در معرض بخار داغ قرار می‌دهند. بخار حلال روی فلز کندانس شده و چربی را حل می‌کند.

۳) اسید شویی: در فرآیندهای آبکاری برای تأمین سطح فعال باید آلاینده های غیرآلی سطح شامل پوسته‌های اکسیدی یا محصولات زنگ از سطح حذف شوند در غیر این صورت چسبندگی رسوب به سطح کار ضعیف شده و ممکن است رسوب حفره حفره و یا پوسته پوسته گردد.

۴) آبکشی: آبکشی ممکن است به صورت غوطه‌وری در آب جاری یا با استفاده از اسپری انجام بگیرد. در برخی موارد برای اطمینان از خارج شدن نمکهای سطحی ممکن است آبکشی تکرار شود.

جزئیات تمیزکاری قطعات فلزی

سطح قطعات فلزی معمولاً حاوی گرد و خاک، گریس، پوسته‌های اکسیدی و مایعات خاص مصرف شده در فرآیند تولید است. همانطور که قبلاً گفته شد برای تأمین چسبندگیِ مطمئن باید هرگونه آلاینده‌ای که از تماس مستقیم محلول حمام با سطح فلز جلوگیری می‌کند، پاک گردد.

محلول‌های تمیزکاری: برای اینکه سطح قطعات را از مواد روغنی پاک کنیم، باید سطح قطعات را در محلول قلیایی حاوی L/g 20 کربنات سدیم یا پتاسیم و سپس در آب گرم قرار دهیم. برای جلوگیری از خوردگی یا زنگ زدن ممکن است آبکشی در آب سرد نیز انجام بگیرد.

برای بر طرف کردن زنگ آهن و زنگ مس می بایست قطعه را در اسیدهای معدنی رقیق قرار دهیم. برشکاری  و پرداخت کاری به راحت کنده شدن پوسته‌های سطح کمک می‌کند و در صورتی که بعد از اسیدشویی ابتدایی پوسته‌ها کاملاً پاک نشوند، می‌توان عملیات را تکرار کرد. لکه‌های تیره نازک را می‌توان از طریق غوطه‌وری در محلول قوی سیانید پتاسیم (g/L 7) و چند قطره مایع آمونیاک پاک کرد.

فرآیند جیوه دهی: در فرآیند جیوه دهی ابتدا باید حدود ۳۰ گرم جیوه را داخل ظرف شیشه‌ای ریخته و به آن ۳۰ گرم اسید نیتریک رقیق شده توسط سه برابر آب مقطر اضافه کرد. برای حل شدن کامل جیوه باید این مخلوط را کم کم گرم کرده و اسید را به آن اضافه کنیم در انتها 4 لیتر آب را به محلول می‌افزاییم و شروع به هم زدن می‌کنیم. با غوطه‌ور کردن قطعات برنجی مسی یا نقره آلمانی در این محلول لایه‌ای نازک و براق  از جیوه سطح آنها را می‌پوشاند.

تمیزکاری الکترولیکی: به فرآیند حذف کردن پوسته‌های سطحی در محلول با استفاده از جریان الکتریسیته تمیز کاری الکترولیکی می‌گویند. در این فرآیند قطعات را از کاتد یا آند آویزه کرده و در ظرفی حاوی محلولی که هدایت الکتریکی خوبی دارد مثل اسید یا سیانید غوطه‌ور می‌کنند. انتخاب نوع محلول (از نظر اسیدی یا قلیایی بودن) به موادی که باید تمیز شوند، بستگی دارد.

برای تمیز کردن لکه‌های اضافی گریس یا زنگ، محلول قلیایی مناسب است. در اثر عبور جریان برای مدت ۱۰ تا ۱۵ دقیقه از محلول تمام ضایعه های سطحی حذف می‌گردند.

تمیزکاری مکانیکی: تمیزکاری مکانیکی مکمل تمیزکاری شیمیایی و الکتروشیمیایی است. در این فرایند ابتدا برای پاک کردن چربیهای سطحی قطعات را توسط محلول پتاس شستشو داده و سپس در محلول اسیدی غوطه‌ور می‌کنند. بعد از مدت زمان مناسبی قطعات را خارج کرده و آبکشی می‌نمایند، در این حالت با استفاده از برس سیمی (به صورت دستی یا سنگ دستی) می‌توان مواد زاید سطحی را به راحتی حذف کرد.

سطح قطعات کوچک ریخته‌گری و پرسکاری را می‌توان با استفاده از چرخاندن در داخل بشکه‌ای تمیز کرد، در این روش سطح قطعات در اثر غلتیدن روی همدیگر و سایش پاک می‌شود. از طریق ساچمه پاشی نیز می‌توان سطح قطعات را تمیز نمود.

در روشی دیگر قطعات را داخل بشکه حاوی ساچمه‌های فولادی که توسط الکتروموتوری حول محور قائم می‌چرخد، می‌ریزند. در این روش در اثر لغزش ساچمه روی قطعات، سطحی تمیز با درخشندگی بالا به دست می‌آید. این روش برای براق کردن سطح قطعات بعد از آبکاری نیز به کار می‌رود.

حمام‌های سانید سدیم و پتاسیم با راندمان بالا

با اضافه کردن مواد افزودنی خاص به حمام‌های غلیظ، می‌توان از آنها برای تولید پوشش‌هایی براق با ضخامت‌هایی از 5 تا 8μm استفاده کرد. این الکترولیت‌ها به طور معمول پوشش‌های ضخیم، ‌صاف و براقی ایجاد می‌کنند.

به خاطر قدرت بالای پوشش این الکترولیت‌ها،‌ نقاط گود و تو رفته نیز دارای پوشش ضخیم و یکنواخت می‌گردند. برای ایجاد پوشش‌هایی صاف و بدون حفره عموماً از مواد افزودنی خاصی در این حمام‌ها استفاده می‌شود. قبل از آبکاری در حمام‌هایی با راندمان بالا، ابتدا قطعات باید با یک لایه نازک مس به ضخامت حدود 0.5μm  از یک الکترولیت رقیق سیانید لوله مسی پوشش داده شوند.

مشخصات حمام‌های با راندمان بالا عبارتند از:
– دمای نسبتاً بالا
– غلظت زیاد مس
– سرعت عمل بالا

میزان سرعت آبکاری در این حمام‌ها ۳ تا ۵ برابر حمام‌های سیانید رقیق و سیانید راشل است. قطعاتی که در این الکترولیت‌ها آبکاری می‌شوند، باید کاملاً تمیز شوند در صورتی که این قطعات تمیز نشود، پوشش ایجاد شده از کیفیت پایینی برخوردار خواهد شد. همچنین برای زدودن آلودگی‌های آلی، ‌حمام باید مرتب تصفیه شود.

کمپلکس‌های تشکیل شده از ترکیب سیانید پتاسیم و سیانید مس دارای حلالیت بیشتری از کمپلکس‌های ایجاد شده از ترکیب سیانید سدیم و سیانید مس می‌باشند.

استفاده از حمام سیانید بهتر از حمام سدیم سیانید است زیرا احتمال سوختن پوشش در لبه کمتر می‌شود. بنابراین امکان استفاده از دانسیته جریان بالاتر را فراهم می‌کند، ‌در نتیجه سرعت آبکاری بیشتر می‌شود. در الکترولیت‌های با راندمان بالا برای یکنواخت کردن پوشش روی قطعات پیچیده از جریان منقطع استفاده می‌شود. با استفاده از جریان معکوس به صورت تناوبی، ‌پوشش یکنواخت‌تر خواهد شد. معکوس کردن تناوبی جریان در این الکترولیت‌ها موجب کاهش خلل و فرج پوشش نیز می‌شود.

استفاده از مواد افزودنی اختصاصی، ‌سبب افزایش راندمان آندی و کاندی، ‌افزایش خرده‌گیری آند و در نهایت موجب عملکرد بهتر این الکرتولیتها می‌شود. این مواد سبب براق شدن پوشش و همچنین ریز شدن دانه‌ها می‌شوند. افزودنی‌های اختصاصی برای کنترل تاثیرات آلودگی‌های آلی و غیر آلی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نقش فولاد حامیران در ارائه خدمات پیشرفته آبکاری الکتریکی برای افزایش دوام فولادها

فولاد حامیران با ارائه خدمات تخصصی در زمینه آبکاری الکتریکی فولاد، توانسته است گامی مؤثر در افزایش مقاومت به خوردگی و طول عمر محصولات فولادی بردارد. این شرکت با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های نوین، بهبود سطح کیفی فولادها را برای صنایع مختلف تضمین می‌کند و در جهت ارائه بهترین راهکارها برای مشتریان خود پیشگام است.