Table of Contents
סיימור פני השטח ממלא תפקיד קריטי בהנדסה, המשפיע על כל התנגדות קורוזיה וללבוש את החיים ל מוליכות חשמלית ומשיכה אסתטית.בין טכנולוגיות הציפוי הרבות הזמינות, הצטברות אלקטרוליטית וכימיקליתלות בולטות כשניים מהמהנדסים המועסקים ביותר לפקדת שכבות מתכת על חומרים סובייקטים כל כך, בעוד שתי הטכניקות שואפות לשפר את תכונות הפרויקט, הן פועלות על עקרונות שונים ופות באופן יסודי על בסיס ופות יתרונות שונים בהתאם לשיטות המדידה, בהתאם לשיטות המדידה, לעומת זאת, לעומת דרישות כימיות, יכולות להוביל לחיקוי לא מדויקות, בניגוד לשיטות שאינן מדויקות, לעומת זאת, לעומת זאת, הן יכולות להוביל לכישלונות, לשיטות שאינן מדויקות, לשיטות שאינן מדויקות, הן יכולות להוביל להשפעות של תהליכים כימיים, לעומת עלויות בקרה, או לחיקוי, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, בניגוד לשיטות ספציפיות של תהליכים כימיים.
הבנה של אלקטרוליטית
התכה אלקטרוליטית, המכונה בדרך כלל אלקטרו-פלינג, היא תהליך אלקטרוכימי המשתמש זרם חיצוני ישר (DC) כוח מקור להניע את פיזור של תות מתכת על תת-התחמצה התנהגותית. החלק להיות מצופה מחובר למסוף שלילי (cathode) של המבודד, בעוד arc מתכת - לעתים קרובות עשוי מאותו מתכת מופקד - את המעגלים אלקטרוליים.
כאשר זרמים נוכחיים, מתכת aode מתמוסס, שחרור ions לתוך הפתרון. Simultanely, צילומי מתכת באמבטיה נמשכים משטח קטואדה, שבו הם מקבלים אלקטרונים והפקדה כשכבה מתכתית מוצק.שיעור של deposition הוא פרופורציה ישירות לדחיסות הנוכחית החל, ומאפשר שליטה מדויקת על עובי על סובלנות של כמה מיקרונים זהב.
מתכות נפוצות וסגסוגת שהופקדו על ידי אלקטרו-פלינג כוללים ניקל, כרום, נחושת, כסף, זהב, tin, אבץ, ו ⁇ שונים כמו פליז או ברונזה. התהליך הוא בוגר, מנוהל היטב, ונתמכת על ידי גוף עצום של תקני תעשייה (כגון ASTM B733 עבור ניקל לא אלקטרו-less ניקל plating, למרות שלאלקטרופלינג יש גם סטנדרטים משלו).
היתרונות של התכה אלקטרוליטית כוללים מהירויות של מחיקה גבוהה (לעתים קרובות 25-100 מיקרון לשעה בהתאם למתכת וצפיפות נוכחית), היכולת לבנות ציפוי עבה מאוד (לעיתים קרובות מעל 100 מיקרונים), וטווח רחב של גשמים זמינים ממזד ועד מראה. Disadvantages כוללים את הצורך אספקת חשמל אמינה, את הדרישה כי תת-התחול להיות אימפולסיבי (לא-פשוט פלסטיק חייב להיות תהליך נחושת הראשון).
הבנה כימית
התכה כימית, הידוע גם כאוטומטית או אלקטרוליטית, פועל ללא זרם חשמלי חיצוני. בתהליך זה, תת-התחרר שקוע באמבטיה כימית המכילה זרמי מתכת וסוכן מופחת. באמצעות תגובה קטליטית מבוקרת, הסוכן הפחתת תורם אלקטרונים לצל המתכת, מה שגורם להם להיות מופחתים ומפיקד על פני השטח הקטליטי.
המערכת השכיחה ביותר של מינוף כימי היא ניקל אלקטרו-פוספס (EN), אשר בדרך כלל משתמש hypophosphite נתרן כמו הסוכן הפחתת.הפקדה המתקבלת היא סגסוגת ניקל-phosphorus (בדרך כלל 2-14% זרחן על ידי משקל), המציעה קשיחות יוצאת דופן, עמידות קורוזיה, אחידות אחרות כוללות נחושת, כסף אלקטרו-less אלקטרו-less, אלקטרו-less, למרות שהם פחות יתרון של יכולת עליונה, המכילהדם, או מעצימה, כולל יכולת מגע מורכבת, כולל מצופה, או אחידה, או אחידה, כולל שימושית, המכילה, כולל שימושית, כולל מצופה, כולל מצופה, חסימתית, לחץ דם, או אחידה, כולל שימוש, לחץ דם, או אחידה, או אחידה, או אחידה, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם לחץ דם, עם זאת, כולל שימוש, עם יכולת מגע, עם לחץ דם, עם לחץ דם, עם זאת, כולל שימוש, כולל שימוש, עם לחץ דם, כולל שימוש, כולל שימוש, כולל שימוש, כולל צבעים, עם לחץ דם, עם יכולת מגע, ציפוי חיצוני, כולל שימוש, כולל, כולל שימוש, ציפוי חיצוני, ציפוי חיצוני,
מכיוון שאין וריאציות צפיפות נוכחיות, ציפויים כימיים מעוקלים מעוותים באופן בולט על פני כל הגיאומטריה. אחידות זו היא נהג מרכזי ליישומים הנדסיים כגון מערכות דלק אוויר, רכיבים הידראוליים, והשתלות רפואיות, שבו הגנה קורוזיון עקבית או ללבוש התנגדות היא קריטית.בנוסף, עומס כימי יכול להפקיד מתכת על תת-מוליכים לא-מוליכים, כגון קרמיקה או פלסטיק, אם הם לעתים קרובות אפילפסיה (מטופס) עם קטנטנסיבית).
חסרונות של התכתול כימי כוללים שיעורי מחיקה איטיים (בדרך כלל 5-20 מיקרונים לשעה), טווח מוגבל יותר של מתכות וסגסוגת זמינות בהשוואה לאלקטרו-plating, ורגישות רבה יותר ללחיצת אמבטיה וזיהומים. אמבטיות כימיות הן גם יקרות יותר לפעול ולשמור, ויש להן חיים סופיים לפני שהן חייבות להיות מוחלפות או ממושכות.
הבדלים מרכזיים בין אלקטרוליטי וכימיקלים
בעוד שני התהליכים מייצרים ציפוי מתכתי, התפצלות במנגנון, פרמטרים של שליטה, ותוצאות היא משמעותית.הבנת ההבדלים הללו חיונית לבחירת מסלול ההשלמת פני השטח האופטימלי.
בקרת תהליכים ותאימות
ב pllytic plating, חלוקת עובי נשלטת על ידי צפיפות נוכחית, אשר משתנה עם גיאומטריה חלקית, מיקום aode, ו- אמבטיות מוליכות גבוהה אזורי צפיפות נוכחית (כמו הקצוות ופינות) לקבל פיקדונות כבדים יותר, בעוד אזורים צפיפות נמוכה (כמו recesses) עשויים לקבל ציפוי מינימלי.כימיקל בשפע, לעומת זאת, הוא מוגבל ועצמאי של גיאומטריה; כל האזורים רטובים לקבל את אותו עובי יקר, בתנאי שהוא חסר טמפרטורה גבוהה, בתנאי שהוא צריך עמוק או מגובה בתוך הערוצים אלקטרודה, אך ורקמות, כמו גם כן, כמו גם כן, 000, 000, 000, 000 מורכב, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, 000, 000, 000 חזק, לעומת זאת, לעומת זאת, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, 000 חזק, לעומת זאת, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק יותר, 000 חזק, 000 חזק, 000, 000 חזק יותר, 000 חזק, 000 חזק, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, 000, לעומת זאת, לעומת זאת, 000 חזק, 000 חזק, לעומת זאת, 000 חזק, 000 חזק יותר, 000 חזק,
דרישות
ציפוי אלקטרוליטי דורש את המצע להיות מוליכים חשמלית. חומרים לא-מטאלי חייב קודם לקבל שכבה התנהגותית, לעתים קרובות באמצעות מינוף כימי עצמו (למשל, שביתת נחושת דקה אלקטרו-less) ⁇ כימי בשפע, מצד שני, יכול ישירות למעיל משטחים לא מוליכים לאחר הפעלה נאותה (רגישות עם מינים קטליטיים כמו אפילטור).
המונחים: shapeness Capability
התכה אלקטרוליטית יכולה להשיג שיעורי הפחתת של 25-100 מיקרומטר לשעה או יותר, מה שהופך אותו יעיל עבור ציפויים עבים. זה נפוץ לראות שכבות אלקטרו-ממות 200-500 מיקרומטר עבה עבור יישומים תעשייתיים. תהליכים מינוף כימי הם איטי יותר, בדרך כלל 5-20 מיקרומטר לשעה, והם משמשים לעתים רחוקות עבור ציפויים מעל 100 מיקרומטר עקב יציבות עלות ועלות, ולכן הם גבוהים מאוד, אם הם בדרך כלל אלקטרו-קטים נדרשים.
עלויות ורכבות ציוד
התכה אלקטרוליטית דורשת אספקת חשמל DC (מכיר), סלים של גולגולת, מגעים חשמליים, ובדיקה עדכנית זהירה של ציוד ההון יכול להיות מתון, עלויות התפעול נמוכות יותר לייצור בנפח גבוה. דרישות כימיות בשפע, טנקים מחוממים, בקרה כימית מדויקת, וניתוח אמבטיה תכוף כדי לשמור על יציבות וקצב פיזור כימי עצמו יש עלות גבוהות יותר ומספר מוגבל של תחלופה (ממטים) לפני שהוא צריך להיות מוחלף על בסיס כימי פשוט יותר על בסיס כימי.
שיקולים סביבתיים ובטיחות
שני התהליכים משתמשים בכימיקלים מסוכנים. אמבטיות אלקטרוליטיות מכילות לעתים קרובות cyanides (עבור כסף וזהב בשפע), hexavalent chromium (עבור chrome דקורטיבי), או חומצות חזקות. אמבטיות בשפע כימי בדרך כלל להשתמש סוכנים, הפחתת סוכנים, מלחי מתכת כבדים, אשר דורשים טיפול פסולת תקין, עם זאת, ציפוי כימי מונע את הצורך פתרונות המבוססים על cyanide רעילים בשימוש בדרך כלל באלקטרו-plating, למרות שהם דורשים טיפול חשמלי סביר, אך הם עדיין פחות מאשר טיפול.
גורמים לשקול בעת בחירת שיטת הפחתת העיוות הנכון
ההחלטה בין התכתול אלקטרוליטי וכימיקלי היא לעתים רחוקות פשוטה.מהנדסים חייבים להעריך גורמים הקשורים בין-תחומיים מרובים כדי לקבוע אילו תהליכים מספקים את האיזון האופטימלי של ביצועים, עלות ומיומנות.
חלק גאומטריה
אם לחלק יש משטחים חיצוניים פשוטים ללא הפסקות עמוקות, חורים מעוטים, או ערוצים פנימיים, ציפוי אלקטרוליטי מציע תנוחה מהירה יותר ועלויות נמוכות יותר. עבור ג'ממטות מורכבות עם זוויות פנימיות חדות, נבגות עמוקות, או מבנים ⁇ , כיסוי אחיד של ריצוף כימי הוא לעתים קרובות השיטה האמינה היחידה.
דרישות כוונון
בהתחשב עובי הנדרש, קשיחות, התנגדות לבשה, והתנגדות קורוזיה. ציפויים אלקטרו-less ניקל (כימיקליים) בדרך כלל יש קשיחות של 450-550 HV כ-deposited וניתן לטפל בחום עד 800-900 HV, יריב קשה chrome ביישומים רבים.בנוסף, התוכן זרחן כסף ב ניקל ללא תאווה יכול להיות מותאם להתנגדות ספציפית קורוזיאומית (גבוה עבור ניגודים אלקטרופורמיים).
ייצור נפח ודרישות תותבות
ייצור גבוה של חלקים פשוטים מעדיף את העלות הכימית הגבוהה של מהירויות קו מהיר יותר ועלויות כימיות נמוכות יותר של נמוך-נמוך של חלקים מורכבים עשוי להצדיק את העלות הכימית הגבוהה של מינוף אלקטרוליטי, כי זה מבטל את הצורך לתקן מותאם אישית ועבודת מחדש.אם ציפוי עבה מאוד הם הכרחי (מעל 100 מיקרומטר), , מינוף אלקטרוליטי הוא בדרך כלל הבחירה מעשית, למרות כמה אלקטרו-אוויר יכול להגיע עם תהליכים ניקל זהיר עם בקרה.
ביצועים והופעת קורוזיה
שני התהליכים יכולים לייצר דבקות מצוינת כאשר מבוצע כראוי.עם זאת, ציפוי כימי לעתים קרובות מציג יותר דבקות על תת-שכבות מסוימות כמו אלומיניום או פלדה כי הפירוק מתחיל מיד ללא שכבת ממשק חשמלי. עבור יישומים קריטיים קורוזיה (למשל, שמן ורכיבי גז), ניקל אלקטרו-less מוגדר לעתים קרובות כי עוביים שלה מבטל אזורים חד-צדדיים במקומות דקים שיכולים ליזום corrosic הראו מחקרים אלקטרו-חמצנים הראו כי הם הראו כי הם כוללים בדיקות אלקטרו-סגולות גבוהות יותר מאשר בדיקות אלקטרו-סגולות הראו כי הם הראו כי הם הראו כי הם הראו כי ציפויים סטנדרטיים של ניקל מחודדיות גבוהה יותר מאשר ציפויים של ציפויים של ציפויים של ציפויים אלקטרו-סגולה הוכחורטיים של ציפויים גבוהים יותר מאשר ציפויים של ציפויים גבוהים יותר מאשר אלקטרו-סגולה הוכחורטיים של ניקל.
לסקירה טכנית עמוקה יותר, המועצה משלימה את ה-FLT:0 (Metal Ending Developers Council) של מועצת ה-IIFelo: מספק הנחיות בתעשייה בשני התהליכים.בנוסף, ה-FLT:2AS B733 StandardsFLT 3 מכסה מפרטים אלקטרו-less ניקל plating.
יישומים אמיתיים
ציפוי אלקטרוליטי שולט בתעשיות שבהן מראה דקורטיבי, שיעורי מחיקה גבוהים, או בורות עבה הם ראשוני.
- (ב) ⁇ :0) קטר:0 (Autoph:FLT:1) מבולגרי Chrome, חלקי טרים, ופריטי גלגל.
- (FLT:0) Electronics:FLT:1 , זהב-plated מחברים ואנשי קשר קצה PCB להגנה על קורוזיה והתנגדות מגע נמוכה.הדיוק הגבוה של אלקטרו-פלינג מאפשר שפע של שכבות דקות מאוד.
- (ב) ויקרא י"א): "הכרח הרד מתווה על צילינדרים הידראוליים, רולים, ולבוש טבעות לקשות ולחיכוך נמוך.
התכה כימית היא שיטת הבחירה כאשר משטחים פנימיים וגיאומטריה מורכבת דורשים ציפוי עקבי.ישומי מפתח כוללים:
- (FLT:0)Aerospace: FLT:1 ניקל ללא אלקטרוless על רכיבי מערכת דלק, דיסקים טורבינות וחלקי ציוד נחיתה לספק קורוזיה אחידה ללבוש התנגדות מבלי לשנות ממדים קריטיים.
- (FLT:0Medical: FigFLT:1) אלקטרו-less ניקל בשפע על מכשירים כירורגיים ורכיבי שתל (למשל, אלה עשויים מפלדה או טיטניום) עבור ביו-תחרותיות והתנגדות סטריליזציה.
- (ב) ⁇ :0 (Oil and Gasrov: 1FLT:1; גופם של Valve, משאבות וכלים חורפים המצופה ניקל ללא אלקטרו-less כדי להתנגד לסולפיד מימן ולקורוזיה במים מלוחים בסביבות קיצוניות.
The FLT:0 Products Ending MagazineFLT:1eur מפרסם באופן קבוע מחקרים המתארים את היישומים האלה בפירוט.
מגמות עתידיות ב-Plating Technologies
הן אלקטרוליטיות והן כימיות בשפע מתפתחים כדי לעמוד בתקנות סביבתיות קפדניות יותר ודורשות ביצועים גבוהות יותר.ב ⁇ אלקטרו-פליג (שם הזרם מוחל במהירות על מחזורים על- off) הוא צובר מתח כי הוא מאפשר מבנה דגנים דק יותר, פורוזיות נמוכה יותר, וזריקת כוח לתוך ריבס.טכניקה זו יכולה לצמצם את הפער עם אלקטרו-פעמי במונחים בכיסוי אחיד עבור סגסוגת מסוימת, בינתיים, הוא מצמצם את ה-זמנית אלקטרו-זמנית.
בשקע כימי, המחקר מתמקד ציפויים מורכבים המשלבים חלקיקים (למשל, סיליקון carbide, PTFE, או יהלום) לתוך ממטריקס מתכת כדי לשפר את ההתנגדות ללבוש או סיכה. תהליכים היברידיים המשלבים אלמנטים של שתי הטכניקות, כגון אלקטרודה ללא אלקטרודה עם פוטנציאל יישומי, הם גם נחקרים.
מסקנה
אלקטרוליטי וכימיקליים שופעים כלים חיוניים בארסנל המהנדס של המהנדס, אבל הם משרתים נישות שונות. אלקטרוליטית plating מציעה מהירות, פיקדונות עבים, והשלמתם מבריקה לחלקים פחות מורכבים, בעוד שמצילים כימיקלים באספקת מדים, מפרטי זמן נבחרים, מתאימים באופן נדיר על גבי גיאוגרפיות מורכבות ללא כוח חיצוני.