انتخاب الکترولیت ها
فلزات مختلفی بسیاری می توانند در آبکاری استفاده شوند، با این وجود تعیین الکترولیت مناسب برای کیفیت آبکاری مهم است. برخی از الکترولیتها اسیدی، بازی، نمکهای فلزی یا نمکهای مذاب هستند. هنگام انتخاب نوع الکترولیت، باید مواردی از قبیل خوردگی، مقاومت، روشنایی یا بازتاب پذیری، سختی، مقاومت مکانیکی، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر سایش را در نظر داشته باشید.
آماده سازی سطح برای آبکاری
هدف از آماده سازی سطح قبل از شروع به ابکاری با یک فلز دیگر، این است که اطمینان حاصل شود که سطح پاک و عاری از آلاینده ها است زیرا امکان تداخل در پیوند وجود دارد. آلودگی اغلب مانع از رسوب و چسبندگی می شود.به طور معمول این کار در سه مرحله انجام می شود: تمیز کردن، پرداخت و شستشو. تمیز کردن معمولا شامل استفاده از حلال های خاصی نظیر تمیز کننده های قلیایی، آب یا پاک کننده های اسیدی برای حذف لایه های روغن از روی سطح است. پرداخت نیز شامل اصلاح سطح است که باعث سخت شدن قطعات و استفاده از لایه های فلزی است.
شستشو به محصول نهایی منجر می شود و این نهایی شدن مربوط به آبکاری است. تمیز کردن فیزیکی و شیمیایی دو روش معین برای آماده سازی سطح هستند. تمیز کردن شیمیایی شامل استفاده از حلالهایی است که دارای مواد شیمیایی فعال سطحی و یا دارای مواد شیمیایی دارای قابلیت واکنش با فلز / سطح می باشد. در تمیز کردن فیزیکی از انرژی مکانیکی برای حذف آلاینده ها استفاده می شود. تمیز کردن فیزیکی شامل سایش با فرچه و تحریک اولتراسونیک است.
آبکاری الکتریکی
در سال های اخیر صنعت آبکاری الکتریکی فلزات در پاسخ به نیاز بازار شاهد رشد چشمگیری بوده است. رشد صنایع الکترونیکی و هوا و فضا و نیاز به مواد قابل اعتماد ، با کیفیت و دارای خواص کنترل شده نقش چشم گیری در این رشد و پیشرفت داشته اند .
دلایل آبکاری
کروم
آشناترین پوشش آبکاری الکتریکی کروم است که در پوشش دوچرخه ، وسائل خانگی ، تجهیزات بیمارستانی ، اتصالات ، سیم ها و بسیاری از موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. رنگ این پوشش عموما روشن است اما رنگ های دیگری همانند مشکی نیز قابل دست یابی هستند.
بر خلاف اسم ، آبکاری کروم عموما پوششی نیکلی است ( به این معنی که ابتدا پوششی از نیکل بر روی سطح قرار گرفته و سپس لایه کرومی بر روی این لایه نیکلی می نشیند ، ضخامت لایه نیکلی بیشتر از لایه کرومی است ) که در برخی موارد بر روی مس نیز انجام می گیرد که فقط یک لایه نازک از کروم بر روی لایه بالایی پوشش قرار می گیرد. روشنایی ، براقی و یا مات بودن سطح بستگی به ساختار نیکل دارد اما برای سطح مشکی باید مراحل اضافه دیگری نیز انجام داد . کروم اگرچه که یک فلز پایه است اما به سرعت یک فیلم اکسید قوی غیر قابل نفوذ می دهد که باعث می شود در شرایط عادی حالت خنثی پیدا کند. بنابراین پوشش کرومی در برابر کدر شدن و خوردگی بسیار مقاوم بوده و برای مصارف تزئینی بسیار گزینه ایده آلی خواهد بود .
مس و آلیاژهای آن
رسوبات نازک الکتریکی مس ، برنز و خصوصا برنج از جمله موارد محبوب در آبکاری تزئینی سطوح هستند . در این نوع آبکاری فلزات نیز ابتدا لایه ای از نیکل بر وری سطح نشسته و سپس مس یا آلیاژهای آن بر روی نیکل قرار می گیرند ، در انتها نیز لایه ای از لاک روشن سطح محصول را می پوشاند.
فلزات گرانبها
نقره و طلا از قدیمی ترین فلزات گرانبها هستند که به منظور تزئین مورد استفاده قرار گرفته اند . جواهرات ، ساعت ، ظروف و … مواردی هستند که می توان آبکاری نقره و طلا را بر روی آنها مشاهده کرد .
محافظت در برابر خوردگی
برای محافظت از سطوح مختلف در برابر خوردگی آبکاری با فلزاتی همچون روی ، کادمیوم ، قلع و آلیاژهای آن و نقره بر روی سطح مورد نظر انجام می گیرد .
کاربردهای مهندسی
مهندسان و طراحان از آبکاری فلزات و خواص آن در موارد عدیده ای استفاده می کننده که عبارتند از :
ایجاد سطوح سخت (نیکل ، کروم و …)
پوشش یاتاقان
انواع روش های آبکاری فلزات به روش الکترولیتی
تعداد زیادی از تجهیزات را می توان برای آبکاری الکترولیتی به کار برد . انتخاب تجهیزات به اندازه قطعات، هندسه ، توان مورد نیاز ، الکترولیت و فلزی که قرار است نشانده شود بستگی دارد . آبکاری مس فلز مس یک فلز رسانا ی الکتریک خوب و نرم است و به دلیل جذب تنش های گرمایی در صنعت بسیار کاربرد دارد و معمولا به عنوان لایه زیرین استفاده می شود. رنگ منحصر به فرد مس آن را مناسب جهت کاربردهای تزئینی نیز نموده است. آبکاری مس بر روی آهن و آلومنیوم بسیار رایج می باشد. آبکاری استیل عناصر تشکیل دهنده استیل یا فولاد ضد زنگ، آلیاژ آهن، کروم و نیکل می باشد. این آلیاژ از مقاومت بیشتری در برابر خوردگی برخوردار است این قابلیت به دلیل وجود کروم می باشد. این فلز خاصیت خودترمیمی دارد و در صورت خراش این لایه مجددا تشکیل می شود. استیل به دلیل خاصیت ضد زنگ بودن، و رنگ و درخشندگی فلز محبوبی در تولید زیور آلات می باشد. از این فلز می توان هم به نوان فلز پایه و هم فلز پوششی استفاده کرد. روی قطعات فولادی آبکاری شده با روی عبارتند از سیم های اتصال دهنده ، باکس های تعویض و قطع و وصل جریان الکتریکی و ورقه های فلزی . پوشش روی مقاومت بالایی را در برابر خوردگی ایجاد می کند . نیکل عموما آبکاری نیکل برای اهداف جلوگیری از خوردگی و تزئینی مورد استفاده قرار می گیرد . در این موارد معمولا برنج ، فولاد و روی به عنوان زیر لایه عمل می کنند . برخی از قطعات خودرو دارای پوشش نیکلی هستند. آبکاری طلا در این روش لایه ای نازک از طلا بر روی فلزات دیگر نشانده می شود . زیر لایه عموما از جنس نقره و یا مس است . لایه طلا در برابر خوردگی مقاوم بوده و رسانایی الکتریکی بسیار زیادی دارد که در اتصال دهنده های الکتریکی و مدارهای الکتریکی چاپی مورد استفاده قرار می گیرد . مشکل اصلی آبکاری طلا بر روی مس این است که اتم های مس تمایل به نفوذ در لایه طلا را دارند که باعث ایجاد لک در سطح طلا شده و یک لایه اکسید گوگرد را بر روی سطح تشکیل می دهند . برای جلوگیری از این امر ابتدا لایه ای مانند نیکل به عنوان مانع بر روی مس نشانده می شود و سپس طلا بر روی آن نشانده می شود (نیکل تمایلی به نفوذ در طلا ندارد) . در برخی موارد نیز آبکاری طلا به منظور بهبود ظاهر و کاربری زینتی استفاده می شود .
