آبکاری به کدام سو می‌رود؟

آبکاری به کدام سو می‌رود؟

برخی از تحولات اخیر ، پیشرفت ها و جهت‌ گیری در فرآیندهای آبکاری

(قسمت اول)

نویسندگان : رضا مهتر قره داغی و سید مهدی بنی حسینی شرکت ایران بورد الکترونیک

در این مقاله سعی به آن داریم تا مروری کوتاه بر پیشرفت و تغییرات انجام شده در برخی از فرآیند‌های آبکاری مهم و پرکاربرد که شرکت‌های مطرح و توسعه دهنده فرآیند‌ها در دنیا بر آن توجه داشته‌اند ، بپردازیم. بطور خلاصه می‌توان گفت عمده این تغییرات بر پایه اهداف زیر انجام می‌شود:

کاهش مصرف مواد و فلزات
کاهش مشکلات زیست محیطی و حذف اجزاء آلاینده و خطرناک از حمام‌های آبکاری و پوشش حاصله
کاهش مصرف انرژی (سرمایش، گرمایش، جریان برق و...)
افزایش سرعت آبکاری
بهینه سازی خواص پوشش از جمله مقاومت به خوردگی ، هدایت الکتریکی، افزایش سختی و مقاومت به سایش
افزایش براقیت سطح
کاهش ضخامت پوشش
امکان آبکاری بر روی قطعات ریز و خیلی کوچک
جایگزینی مواد کمیاب و گران قیمت با مواد ارزانتر

آماده سازی سطح قبل از آبکاری (چربیگیری و اکسیدزدایی)

در این فرآیندها عمده تمرکز بر حذف مواد ترکننده‌های (Surfactant) حاوی ترکیبات نظیر AOX,(Alkyl phenol ethoxy late) است که قابل تجزیه در محیط زیست نمی‌باشند و جایگزین کردن آنها با مواد تر کننده‌ای که پس از مصرف قابل تجزیه باشد.

برای سهولت در انحلال مواد هنگام ساخت نو و جلوگیری از پخش شدن گرد و غبار در محیط امروزه چربی‌گیری‌های مایع بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرند که به سرعت در آب حل می‌شوند ، یا حداقل چربیگیری هایی معرفی شوند که از جزء پودری آن مقدار کمتری برای ساخت محلول و شارژ آن نیاز باشد.

در فرآیند های چربیگیری الکتریکی که با آزاد شدن گاز بر روی سطح قطعه بر اثر اعمال جریان برق عملیات تمیز کاری تکمیلی برای پاک کردن آلودگی های باقیمانده از مراحل قبل ( چربیگیری غوطه وری گرم) هیدروکسید پتاسیم جایگزین هیدروکسید سدیم ( سود سوز آور) شده است تا حتی در غلظت های کمتر هم هدایت الکتریکی محلول در حد مناسب بوده و حلالیت هم بیشتر شود.

به منظور کاهش هزینه های تصفیه پساب آبکاری و تمیزتر ماندن آبکشی‌های بعد از چربیگیری، تلاش برآن است تا ترکیب حمام چربیگیری به گونه‌ای باشد که غلظت مواد مصرفی در ساخت محلول هرچه کمتر باشد، در عین حال قدرت چربی‌زدایی کاهش پیدا نکند.

اخیراً برای اکسید زدایی قطعات که عمدتاً در محلولهای اسیدی انجام می‌شود برای جلوگیری از صدمه دیدن سطح فلز پایه ترکیبات جدیدی بعنوان ممانعت کننده از خوردگی فلزپایه معرفی شده است که قدرت ممانعت کنندگی آنها از خوردگی نزدیک 100 درصد می‌باشد لذا در مورد قطعات خیلی حساس و پولیش شده بدون خطر صدمه رسیدن به سطح و یا بدون ایجاد تردی هیدروژنی در مورد فولاد های سخت کاری شده یا پرکربن از این محلولها براحتی استفاده می‌شود تا فقط اکسیدهای سطحی پاک شده و فلزات پایه تحت تأثیر محلولهای شدیداً اسیدی مخرب قرار نگیرند.

آبکاری مس اسیدی :

پوشش مس اسیدی عمدتاً برای زیر پوشش های تزیینی بخصوص در آبکاری بر روی پلاستیک و آبکاری قطعات الکترونیکی بدلیلی هدایت بسیار بالا بکار میرود. همانند سایر حمامهای اسیدی اغلب توزیع ضخامت پوشش در نقاط مختلف قعطه یکنواخت نیست. در برخی نقاط ضخامت لایه آبکاری بسیار بالا و در برخی نقاط بسیار کم است.

به منظور توزیع بهتر پوشش مس اسیدی در تمام نقاط قطعات بطور یکنواخت مدتها است در سرتاسر دنیا آبکاری با جریان پالس جایگزین آبکاری با جریان مستقیم و محلول مس اسیدی شده است. از سوی دیگر جریان پالسی باعث بهبود خواص متالوژیکی قطعه شده و ضمن ریز دانه کردن پوشش باعث براق‌تر شدن و حتی کاهش زمان آبکاری آن نیز می‌گردد.

این مسأله هم و آبکاری مس تزیینی و هم آبکاری برد‌های مدار چاپی (PCB) به شدت رواج یافته است.

در آبکاری مس اسیدی تزیینی نیز تلاش دیگر محققین حذف مواد افزودنی (براقی‌ها) حاوی رنگدانه است و توسعه محلول‌های Dye Free است تا براقیت پوشش حاصله مشابه محلول‌های قدیمی‌تر حاوی Dye یا رنگ بوده و در عین حال پوشش عاری از لکه و حالت ابری شدن داشته باشد.

گرچه براقی‌های قدیمی حاوی رنگ مخصوص Dye در زمان کوتاهتر پوشش‌های براق و هموارتر ایجاد می‌کنند، ولی وجود برخی مواد رنگی در فرمولاسیون آنها باعث تیره شدن تجهیزات آبکاری و کیسه‌های آند می‌شود. لذا ترجیح داده میشود تا براقی های نسل جدید جایگزین آنها شوند و به سرعت اشکالات این افزونی های جدید در حال بر طرف شدن است.

علاوه بر آن استفاده از تکنیک شیلد Shield بیش از قبل در خطوط آبکاری استفاده می‌شود. این شیلدها بر روی قطعه یا جیگ سوار شده و مانع رسوب پوشش در نقاط دانسیته جریان بالا می‌شود.

در این خصوص برخی شرکتها، نرم افزارهای را ابداع کرده‌اند که قبل از آبکاری در طراحی جیگ و این شیلدها و فاصله بهینه ‌اند با کاتد و حتی ابعاد وان آبکاری و نوع تلاطم و دانسیته جریان اعمالی مناسبه ، به مهندسین آبکاری کمک می‌کند تا پیش بینی دقیقی از نحوه ضخامت‌گیری قطعات در هر نقطه در اختیار داشته باشند تا بتوانند با کنترل توزیع ضخامت در سرتاسر قطعه بهترین خواص پوشش را با حداقل هدر رفتن فلزات انجام دهند.

مثال زیر نمونه ای از نتیجه بکار گیری این تکنولوژی بر روی قطعات برنجی شیرآلات بهداشتی است. قبل از بکار گیری آن در برخی نقاط ضخامت پوشش بیش از حد بالا و در برخی نقاط خیلی پایین بود. این مساله نه تنها باعث هدر رفتن فلزات مس و نیکل حین آبکاری می‌شود بلکه باعث افت کیفیت ظاهری و افت مقاومت به خوردگی می‌گردد. لذا با بکاری گیری دانش الکتروشیمی و تحلیل الگوهای توزیع جریان برق در سطح قطعه با تغییر نحوه قرار دادن قطعات در وان و بر روی جیگ ها و استفاده از جیگهای مخصوص و شیلد و تنظیم دانسیته جریان برق در حد بهینه ، نحوه ضخامت گیری پوشش بر روی قطعه به حالت ایده‌آل تبدیل می‌شود. مثال زیر یه مورد عملی از بکارگیری این تکنیک برای بهینه سازی توزیع ضخامت پوشش برای ابکاری بر روی شیرالات بهداشتی است که با موفقیت در یکی از مطرح ترین سازندگان این قطعات توسط شرکت پال اجرا گردید.

توزیع ضخامت یکنواخت پس از بکار گیری شیلد و آرایش مناسب مقابل آندها

در حوزه آبکاری بردهای مدار چاپی علاوه بر به‌کارگیری جریان پالسی، جهت افزایش سرعت تولید تلاش محققان بر توسعه محلول‌هایی است که برد بصورت افقی در آن بصورت پیوسته آبکاری گردد. در این فرآیندها عمدتاً از آند غیر حل شونده استفاده می‌شود یعتی از اند مس استفاده نمیشود.

با توجه به کاهش اندازه بردها و کاهش شدید سوراخ‌های موجود در آن و در بردهای HDI امروزه محلول‌های آبکاری مس ویژه با قابلیت پر کردن سریع و یکنواخت سوراخ‌ها توسعه یافته است که خاصیت پرکنندگی عالی در این بردهای خیلی کوچک دارند. گاهی اوقات اندازه بردهای مدار چاپی به قدری کوچک است (مثلاً در موبایل و سایر قطعات الکترونیکی) که موضعی که باید با مس آبکاری شود به سختی دیده می‌شود یا اصلاً با چشم دیده نمی‌شود.

نمونه ای از بردهای مدار چاپی چند لایه و نحوه پرشدن سوراخها با مس

این نقاط که blind microvias نام دارند توسط محلول آبکاری مس ویژه با لایه نازک در عین حال یکنواخت مس پر می‌شوند تا لایه‌های بعدی آبکاری و نهایتاً قطعات الکترونیکی بر روی برد مونتاژ گردد. یکنواختی لایه مس و نداشتن تنش داخلی در کارکرد قطعه نهایی بسیار مهم است.

تلاش بر اینست تا این محلولها هم با جریان پالسی و هم جریان مستقیم و هم در خطوط آبکاری عمودی و هم افقی قابل استفاده باشند.

آبکاری مس سیانوری:

آبکاری مس سیانوری به‌عنوان رکن اصلی و ریز پوشش برای آبکاری قطعات از جنس زاماک (سرب خشک) و گاهی آلومینیوم به‌کار می‌رود و لیکن همانطور که از اسم آن مشخص است حاوی سیانور است که شدیداً برای حیاط موجودات و محیط زیست خطرناک است. مدتی طولانی است که محققان سعی در جایگزینی آنها با محلول‌های غیر سیانوری دارند که با توجه به pH و ترکیب محلول بتوان قطعات مذکور را با چسبندگی خوب آبکاری نمود. عمدتاً این محلول در طیف درجه قلیائیت متوسط قرار می‌گیرند. گرچه اکنون محلول‌های تجاری مس قلیایی بدون سیانور در حال استفاده است ولی به لحاظ سرعت رشد پوشش، انعطاف پذیری و براقیت هنوز در حد محلول‌های سیانوری نمی‌باشند ولی الزام حذف سیانور به قدری زیاد است که به زودی محلول‌های مس قلیایی بدون سیانور با خواص مشابه محلول های قبلی جایگزین خواهد شد. تا قبل از این جایگزینی، تلاش محققان آبکاری جهت جایگزینی محلول‌های مس سیانوری پایه سدیم با پایه پتاسیم جهت افزایش راندمان کاتدی و سرعت رشد پوشش و براق‌تر شدن آن می‌باشد که بهمراه بکارگیری تکنیک جریان قطع و وصل Interruption برای براق و هموارتر کردن پوشش است.

امروزه محلول‌های سیانوری پایه پتاسیم (KCN) بجای محلول های کلاسیک بر پایه سیانور سدیم ( NaCN) با براقی ویژه و اعمال جریان قطع و وصل پوشش‌های بسیار براق و جسبنده مس با سرعت رشد پوشش حدود 1 میکرون در دقیقه بر روی قطعات زاماک ایجاد می‌گردد. براقیت پوشش حاصل از برخی از این محلول ها کم و بیش شبیه پوشش حاصل از حمام های مس اسیدی است.

سایر فرایند های آبکاری مس :

در مورد سایر فرآیند های آبکاری مس ، اخیراً افزودنی های معرفی شده تا با افزودن آنها به محلول های آبکاری سختی پوشش مس و مقاومت آن در برابر سایش افزایش یابد که از آن بعنوان hardener نام برده می‌شود .

برای آبکاری پیوسته مس بر ای کار بردهای آبکاری رول به رول Reel to Reel ورق یا مفتول نیز افزودنی های خاصی معرفی شده است که در حمام‌های پایه سولفاتی، پوشش‌های داکتیل و بسیار خالص مس را با سرعت بسیار بالا بدون سوختگی یا زبری ایجاد می‌کند.

آبکاری نیکل:

آبکاری نیکل یکی از پر مصرف ترین و مهمترین فرآیندهای آبکاری است که به دلیل اهمیت و کاربرد فراوان هم برای آبکاری تزیینی هم تکنیکی در طول دهه ‌های گذشته مورد توجه خیلی از محققین در این حوزه بوده است. پوششهای بسیار براقی از محلول های آبکاری نیکل حاصل می‌شود که توسط کمتر فلزی قابل دستیابی است.

عمده تحقیقات در مورد آّبکاری نیکل عمدتاً در جهت حذف مواد آلی خطرناک و سرطان زا از فرمولاسیون براقی‌ها و تلاش جهت ایجاد لایه های نازک‌تر ولی با براقیت و قدرت پرکنندگی بیشتر(Leveling) بوده است تا به دلیل گرانی این فلز بتوان با همزمان کاهش ضخامت آن به زیبایی و براقیت بیشتری دست یافت. به نظر می‌رسد در حال حاضر تعادل قابل قبولی در این خواسته ایجاد شده و ادامه تحقیقات در جهت کاهش تردی و افزایش مقاومت به خوردگی و دوام پوشش است. برخی از مواد افزودنی مصرفی که برای سلامت اپراتورهای خط آبکاری مضر هستند لذا تلاش برای جایگزینی آنها با مواد بی خطر در حال جایگزینی هستند.

در آبکاری نیکل براق، افزایش غلظت براقی گرچه باعث افزایش قدرت پر کنندگی و براقیت بیشتر سطح می‌شود و می‌توان هزینه‌های پولیش و پرداختکاری و مراحل آن را کاهش داد ولی باعث افت ضخامت پوشش در نقاط دور و کور قطعه شده و شدیداً باعث تردی و دون دون و سیاه شدن و موج دار شدن پوشش می‌گردد، لذا استفاده از مواد کمک براقی جدیدی که بتوانند نقاط دور از آند را نیز به‌خوبی پوشش دهند و در عین حال سایر خواص محلول و پوشش تغییر نکند در حال مطالعه و آزمایش است.

آبکاری نیکل فقط محدود به کاربردهای تزیینی نمی‌شود و در مواردیکه مقاومت به خوردگی بالایی مد نظر باشد استفاده از پروسه‌های نیکل چند لایه و میکرو ترک و میکرو حفره دار کانون توجه توسعه دهندگان آن است تا با کاهش ضخامت این لایه‌ها از طریق افزایش تفاوت پتانسیل الکترو شیمیایی بین لایه‌های مختلف نیکل بتوان حداکثر مقاومت به‌خوردگی را بر روی پوشش قطعات ایجاد نمود.

مثلا بر روی برخی از قطعات خودرو که دوام بسیار بالا مورد نیاز است یا قطعاتی که در شرایط بسیار خورنده مورد استفاده قرار می‌گیرند گاهاً از چندین لایه مختلف نیکل حتی تا 4 لایه مختلف نیکل با رعایت نسبت مشخص از ضخامت هر یک به ترتیب زیر استفاده می‌شود:

نیکل نیمه براق Semi bright Nickel
نیکل براق Bright Nickel
نیکل پر گوگرد High Sulfur Nickel
نیکل میکرو ترکدار یا میکرو حفره دار Micro porous or Micro crack Nickel

هریک از این لایه با ویژگی‌های خاص خود باعث ارتقاء مقاومت به خوردگی کل پوشش و حفاظت بیشتر از سطح فلز پایه می‌گردند.

مکانیزم حفاظتی آنها بر اساس اختلاف پتانسیل الکتروشیمیایی این لایه با هم و ایجاد پیل یا سل الکتروشیمیایی برای ایجاد عمدی فدا شوندگی لایه های میانی و در جهت به تأخیر انداختن سرعت عمیق شدن و رسیدن حفره ناشی از خوردگی از سطح پوشش به سمت سطح فلز پایه است . در واقع فرآیند خوردگی بجای اینکه با سرعت بالا در یک حفره (pit) بصورت عمقی با شدت زیادی پیش رود ، بطور افقی فقط در لایه فدا شونده نیکل پیش میرود تا مانع رسیدن حفره خوردگی به بیس گردد. ایجاد عمدی مراکز خوردگی متعدد در سرتاسر پوشش با ایجاد ترک یا حفرات باعث می‌شود خوردگی بجای تمرکز در تعداد کمتری از حفرات در تعداد بسیار زیادی حفره که با افزودنی خاص در پوشش ایجاد می‌گردند، پیش رود لذا شدت جریان الکتریکی خوردگی در هر حفره کاهش می یابد و در نهایت خوردگی با سرعت کمتری پیشرفت میکند.

وجود این حفرات یا ترکهای ایجاد شده عمدی باعث افت براقیت پوشش می‌شود، لذا محققین در حال تلاش برای حل آن از طریق بهبود نحوه توزیع میکرو حفرات و میکرو ترکها هستند. در استانداردهای بین المللی مربوطه داده های مشخصی برای تعداد آنها در هر سانتیمتر مربع ذکر شده است.

هرچند بکارگیری آن حدکثر دوام و مقاومت را ایجاد می‌کندف ولی وزن نیکل مصرفی باعث افزایش قیمت تمام شده می‌گردد لذا تلاش‌های زیادی در حال انجام است تا بتوان ضخامت لایه‌ها را کاهش داد ولی مقاومت به خوردگی و براقیت آن تغییر نکند.

بهبود تعداد و توزیع ترک‌ها یا حفره‌ای که بصورت عمدی در این لایه‌ها حین آبکاری ایجاد می‌شود و یا کنترل مقدار گوگرد در پوشش مورد توجه دانشمندان فعال در این صنعت می‌باشد. مثلاً در لایه نیکل نیمه براق باید غلظت یا درصد گوگرد در آن شدیداً کاهش یابد و به صفر برسد ولی برعکس در لایه نیکل پرگوگرد باید با بکارگیری افزودنی‌های ویژه مقدار قابل توجهی گوگرد در پوشش بطور عمدی ایجاد نمود تا خاصیت فدا شوندگی یا افزایش پتانسیل الکترو شیمیایی مناسبی در مقایسه با لایه های زیرین خود ایجاد نماید. تصویر زیر ترتیب این لایه ها را نشان میدهد:

از آنجاییکه نیکل نوعی آلرژی پوستی ایجاد می‌کند امروزه در صنایع عینک و ساعت سازی و بدلیجات نظیر دستبند و انگشتر که با پوست انسان در تماس استفاده از زیر پوشش نیکل ممنوع شده است و جایگزین آن پوشش وایت برنز (Miralloy) تحت نام فرآیندهای Nickel Free مورد استفاده قرار می‌گیرد چرا که سفید ان تقریلا مشابه نیکل است ولی بدون ایجاد حساسیت پوستی برای انسان.

این پوشش آلیاژ قلع- مس و یا الیاژ 3 تایی قلع- مس- روی است که در صنایع دیگر همچون ساخت عینک ، ساعت ، دگمه، یازیورآلات کیف و کفش و لباس و زیپ سازی نیز کاملاً رواج پیدا کرده است. با تغییر ترکسی آلیاژ رنگ های سفید ، طلایی و دودی بسیاز زیاد قایل دستیابی است.

فرآیند میرالوی، محلولی سیانوری جهت پوشش دهی مس-قلع (روی)در سیستم‌های آویز بارل می‌باشد، پوششهای سفید ایجاد شده جایگزین مناسبی برای پوششهای نقره از نقطه نظر تیره شدن و مقاومت بخوردگی می‌باشد، همجنین پوششهای ایجاد شده، مقاومت تماسی بالایی در برابر محیط های حاوی سولفور دارند. تلاش های نیز جهت حذف سیانور از ان در حال انجام است.

پوششهای ایجاد شده خاصیت Diamagnetic دارند و لذا در رنج وسیعی از کاربردها، قابل استفاده می‌باشند. بعلاوه این فرآیند، عاری از عناصر سنگین بوده و تصفیه پساب حاصله نیز بسهولت قابل انجام است. برخی از کاربردهای صنعتی پوشش White Bronze به شرح ذیل است:

اتصالات فرکانس بالا
المنتهای تماسی
پینهای لحیم کاری
پوشش باتری
کویلهای خنک کننده
قطعات هیدرولیک

آبکاری کروم:

آبکاری کروم برای تکمیل پوشش‌های تزیینی بر روی نیکل جهت افزایش مقاومت به خوردگی آن و حفاظت از سطح نیکل و نیز ایجاد جلوه بسیار زیبا و منحصر به فرد انجام می‌شود. کمتر پوششی در دنیا قادر به ایجاد رنگ و خواص مشابه کروم است. لایه بسیار نازک کروم در حد فقط 3/0 میکرون یا کمتر ، نه تنها حفاظت عالی بلکه مقاومت به سایش و درخشندگی خوبی ایجاد می‌کند، ضمن اینکه قیمت آن هم نسبت به سایر فلزات زیاد نیست ، ولی متاسفانه این فلز بخصوص در حالت 6 ظرفیتی اثرات تخریبی زیادی در محیط زسیت و سلامت کارگران شاغل در صنعت آبکاری دارد.

محلول‌های قبلی آبکاری حاوی کرمیک اسید یا کروم 6 ظرفیتی می‌باشند.

اکنون محلول‌های بدون کروم 6 ظرفیتی توسعه یافته اند و بخوبی جایگزین آن در کاربردهای تزیینی شده‌اند.

گرچه رنگ پوشش حاصله پس از انجام بیش از یک دهه تحقیق و توسعه تقریباً مشابه کروم‌های 6 ظرفیتی شده است ولی هنوز مقاومت به خوردگی آن بخصوص در محیط‌ های حاوی کلراید به‌خوبی محلول‌های قبلی نیست و همچنان تحقیقات برای افزایش مقاومت به خوردگی پوششی حاصل از حمام کروم های 3 ظرفیتی در حال انجام است.

با توجه به سمی بودن زیاد این فلز، پیش بینی می‌گردد تا در سالهای نزدیک حجم بیشتری از این محلول‌های جدید، جایگزین محلول‌های حاوی کروم 6 ظرفیتی در سراسر دنیا گردد. دراروپا بخصوص آلمان شرکت‌های زیادی این تغییر را انجام داده اند.

جالب است که از سال 1932 این مساله مورد توجه محققین واقع شده بود بطوریکه اولین پتنت آبکاری کروم 3 ظرفیتی توسط اشلوتر به ثبت رسید و تا کنون پیشرفت‌های زیادی در این محلول‌ها حاصل شده است تا نواقص آن از جمله توزیع ترک‌ و سختی واز همه مهمتر رنگ پوشش برطرف شود.

لازم به ذکر است این تغییردر محلول آبکاری کروم سخت و کروم مشکی هم انجام شده است ولی چندان موفقیت آمیز نبوده است ولی با توجه به عزم و اراده جهانی مبنی بر حذف فرآیندهای حاوی ترکیبات سمی کروم 6 ظرفیتی بنظر می‌رسد در آینده نزدیک حتی محلول‌های کروم سخت نیز این دوره دگردیسی را طی کنند. حتی برخی شرکتها ابکاری کروم 3 ظرفیتی دودی مایل به مشکی را به بازار معرفی کرده‌اند مثلا‌ً قطعات پلاستیکی آینه بغل مرسدس بنز اکنون با این پوشش در حال استفاده است.

جایگزینی پوشش کروم با سایر فلزات و آلیاژها نیز در دو دهه گذشته بخصوص در شرق آسیا کانون توجهات بوده و آلیاژ قلع-کبالت تا حدود زیادی بخصوص در آبکاری قطعات ریز بارلی بطور موفقیت آمیز در جنبه های تزیینی جایگزین کروم شده است. از آنجاییکه خود فلز کبالت نیز شدیداً سمی و جزء مواد ممنوعه است، تحقیقات بر روی سایر آلیاژها از جمله قلع-نیکل در حال انجام است تا هرچه بیشتر رنگ پوشش حاصل از آن مشابه کروم گردد. در این خصوص سایر فرآیندهای پوشش دهی مثل PVD و پلاسما اسپری نیزو تکنولوژی HVOF و پوشش کاربید تنگستن تنها یا همراه سایر ذرات کامپوزیتی و برخی مواد الکترولس نیکل-فسفر در حال رقابت شدید با جایگزینی پوشش کروم سخت می‌باشند.

در خودروهای جدید برای قطعات تزیینی از پوشش های چند لایه نیکل بهمراه کرم 3 ظرفیتی با رنگهای سفید و دودی استفاده می‌شود.

قسمت دوم

در فرآیندآبکاری نقره شاید بتوان گفت عمده تحقیقات و تغییرات بیش از اینکه متوجه آبکاری نقره باشد متوجه ارتقاء فرآیندهای آنتی تارنیش(جلوگیری از تیره شدن پوشش) جهت افزایش مقاومت خوردگی در برابر تغییر رنگ و کدر شدن اتمسفری باشد بخصوص در کاربردهای تزیینی.

در عین حال تلاش‌هایی نیز جهت حذف آنتیمون از براقی‌های نقره است. تشکیل Sb5+ در محلول باعث افت چسبندگی پوشش نقره می‌شود لذا براقی‌های جدید تا حد ممکن باید عاری از این ترکیب بوده و در عین حال هم گوگرد کمتری وارد ساختار پوشش نمایند.

آبکاری فلزات قیمتی (گرانبها)

به دلیل افزایش شدید عمده فلزات گرانبها در بازار جهانی و از سوی دیگر کمبود شدید برخی از آنها از جمله رودیوم، اخیراً تلاشهای گسترده‌ای در جهت جایگزینی آن انجام شده است. این فلز بطور گسترده در آبکاری زیورآلات و قطعات الکترونیکی کاربرد دارد. طی یکسال گذشته افزایش قیمت بسیار ناگهانی و فراتر از انتظار باعث شد تا تیم‌های تحقیقاتی بطور فشرده و سریع جهت جایگزینی آن راه حل پیدا کنند، که موفقیت‌های خوبی نیز از طریق آلیاژ کردن آن با فلزاتی نظیر پلاتین و روتینیم که حداقل تا 30% کاهش هزینه در آبکاری آن رخ داد. امروزه آبکاری آلیاژی پلاتین-روتینیم (75-25)

با رنگ شبیه رودیوم و برخی از شرکتهای سازنده طلا-جواهر جایگزین آن شده است، که تا 90% ارزانتر از رودیوم خالص است. این آلیاژها باید دارای رنگ سفید مشابه رودیوم بوده و از خواص سایشی و مقاومت در برابر تیره شدن برخوردار باشند. بنظر می‌رسد تا زمان بازگشت مجدد قیمت رودیوم که از گران‌ترین فلزات گرانبهاست به قیمت های قبلی ، تمرکز بر روی بهبود خواص این آلیاژهای جایگزین ادامه یابد.

مثلاً در مورد پوشش رودیوم مشکی آلیاژ رودیوم با فلز ارزانتر روتینیم تا 50% از هزینه آن کاسته است.

آبکاری گالوانیزه

شاید به جرأت بتوان گفت بیشترین تغییرات طی سالهای اخیر در فرآیندهای آبکاری از جنبه‌های گوناگون در حوزه آبکاری گالوانیزه و عملیات ‌های تکمیلی بعد از آن نظیر کروماته‌ها، پسیواسیون و انواع تاپ‌کوت‌ها (سیل کننده‌ها) رخ داده باشد.

بجز حذف عناصری نظیر سیانور از محلول‌های آبکاری گالوانیزه که از خیلی از گذشته دور مد نظر بوده و به خوبی اکنون با محلول‌های گالوانیزه قلیایی‌غیرسیانوری جایگزین شد، اکنون مقدار کمی سیانور که بطور ناخواسته در برخی از حمامهای آبکاری گالوانیزه آلیاژی روی-نیکل نیز تشکیل می‌شود(بدلیل اکسیداسیون برخی از افزودنیهای آلی در سطح آند که منجر به مات شدن پوشش و مصرف بیشتر براقی‌ها می‌شود) نیز مورد توجه محققین واقع شده است تا با استفاده از این رزین‌های خالص بتوان آنرا از محلول حذف نمود تا به مشکلات بالا غلبه نمود.

در راستای کاهش مشکلات زیست هم در فرآیند آبکاری گالوانیزه اسیدی و هم آبکاری گالوانیزه آلیاژی روی-نیکل محلولهای جدیدی اخیراً معرفی شده‌اند که بدون اسیدبوریک و بدون آمونیم هستند، قبلاً این دو ماده بعنوان بافر کننده بکار می‌رفتند لیکن اکنون مواد جایگزین کم خطر برای محیط زیست معرفی شده است.

در فرآیندهای کرماته بعداز ایجاد تغییرات اساسی در حذف ترکیبات حاوی کرم 6ظرفیتی (Cr⁺⁶) از محلولهای کرماته که از دهه قبل آغاز شده بود، در حال حاضر بازنگری‌هایی در محلول‌های جایگزین در حال انجام است که حتی از محلولهای پسیوهای بی‌خطر هم عناصری چون فلوراید و کبالت از فرمولاسیون حذف شده بطوریکه مواد جایگزینی همان رنگ و همان مقاومت به خوردگی و چسبندگی استاندارد را ایجاد نماید و در عین حال حتی رنگ پوششهای پسیواسیون بر روی لایه گالوانیزه قابل تنظیم در حد دلخواه باشند. به این افزودنی‌ها اصولاً Color enhancer گفته می‌شود.

بازدید: 731