آبکاری: پوشش‌های تزئینی یا پوشش‌های عملکردی

چرا 90٪ مشتریان در انتخاب نوع آبکاری اشتباه می‌کنن و میلیون‌ها تومان متضرر میشن

تصور کن یه قطعه صنعتی سفارش دادی که قرار بود 10 سال دوام بیاره، اما بعد سه ماه پوسته‌پوسته شد. یا یه محصول لوکس که ظاهرش مثل جواهر بود، ولی با اولین تماس شیمیایی محو شد. این فاجعه‌ها همه از یه اشتباه ساده می‌آن: قاطی کردن پوشش‌های تزئینی با عملکردی. توی 30 سال تجربه‌ام به عنوان آبکار، دیدم که حتی مدیرای کارخانه‌های بزرگ هم این دام رو نادیده می‌گیرن. بذار برات بگم چرا این انتخاب مثل راه رفتن روی لبه تیغ می‌مونه – یه قدم اشتباه، و کل پروژه‌ات سقوط می‌کنه!

پوشش‌های تزئینی مثل یه نقاشی ماهرانه روی بوم فلزی عمل می‌کنن. این‌ها طراحی شدن تا چشم‌ها رو خیره کنن، نه اینکه در برابر حمله‌های محیطی دوام بیارن. مثلاً کروم تزئینی روی قطعات خودرو، با ضخامت فقط 0٫2 میکرون، می‌تونه بازتاب نور رو به 95٪ برسونه و ظاهر رو مثل آینه کنه. اما اگه این قطعه در محیط مرطوب باشه، لایه زیرینش – معمولاً نیکل – شروع به اکسید شدن می‌کنه و حباب‌های ریز ایجاد می‌شه که بهش می‌گن "پیتینگ". در مقابل، پوشش‌های عملکردی مثل یه سپر جنگی هستن. کروم سخت با ضخامت 200 میکرون می‌تونه در برابر سایش 1000 ساعته با سرعت 50 متر بر ثانیه مقاومت کنه، چیزی که تزئینی‌ها حتی خوابش رو نمی‌بینن.

رازهای پنهان در ترکیبات شیمیایی که کارخونه‌ها ازشون حرف نمی‌زنن

بیا عمیق‌تر بریم. پوشش‌های تزئینی اغلب از حمام‌های الکترولیتی ساده استفاده می‌کنن، مثل نیکل واتس با غلظت 300 گرم نیکل سولفات در لیتر، همراه با 45 گرم نیکل کلراید و 40 گرم اسید بوریک. این ترکیب براقیتی ایجاد می‌کنه که سطح رو تا 98٪ صاف می‌کنه، اما مقاومت شیمیاییش فقط تا pH 4-10 دوام می‌آره. حالا پوشش‌های عملکردی؟ اونجا شیمی تبدیل به جادو می‌شه! مثلاً آبکاری نیکل شیمیایی (الکترولس) با 25 گرم نیکل سولفات، 30 گرم سدیم هیپوفسفیت و تنظیم‌کننده‌های pH مثل آمونیاک، لایه‌ای با 9-12٪ فسفر ایجاد می‌کنه که بعد از حرارت‌دهی در 400 درجه سانتی‌گراد، سختیش به 1000 ویکرز می‌رسه – دو برابر فولاد معمولی!

یه نکته منحصر به فرد که کمتر کسی می‌دونه: در پوشش‌های عملکردی، افزودنی‌های نانویی مثل ذرات سیلیکون کارباید (SiC) با اندازه 50 نانومتر می‌تونن مقاومت سایشی رو 400٪ افزایش بدن. توی تزئینی‌ها، این کار بی‌معنیه چون زیبایی رو خراب می‌کنه. من خودم توی پروژه‌ای برای صنعت نفت، از این روش استفاده کردم و عمر لوله‌ها رو از 2 سال به 15 سال رسوندم.

تست‌های جهنمی که پوشش‌ها رو به زانو درمی‌آرن – کدوم یکی دوام می‌آره؟

فکر می‌کنی پوشش‌ها چطور تست می‌شن؟ پوشش‌های تزئینی معمولاً با تست‌های سبک مثل CASS (Copper Accelerated Acetic Acid Salt Spray) روبرو می‌شن که فقط 48 ساعت دوام می‌خواد. اما عملکردی‌ها؟ اون‌ها باید از تست ASTM B117 بگذرن – 2000 ساعت در مه نمکی 5٪ با pH 6٫5-7٫2. یا تست سایش Taber با وزنه 1000 گرمی و چرخ CS-10 که می‌تونه نرخ سایش رو تا 0٫01 میلی‌گرم در 1000 دور اندازه بگیره.

یه بار توی آزمایشگاهم، یه پوشش کروم تزئینی رو در تست حرارتی 150 درجه گذاشتم؛ بعد 24 ساعت، رنگش زرد شد و چسبندگیش از 10 نیوتن بر میلی‌متر مربع به 2 رسید. اما یه لایه روی-نیکل عملکردی با 15٪ نیکل، حتی بعد 500 ساعت در 200 درجه، چسبندگیش 50 نیوتن موند!

معیارهای انتخابی که مهندسان نخبه فقط می‌دونن – تو هم بدون!

انتخاب درست نیاز به تحلیل داره. اول، محیط رو بررسی کن: اگه قطعه در تماس با مواد شیمیایی باشه، عملکردی مثل نیکل-تنگستن با 25٪ تنگستن انتخاب کن که مقاومت به اسید نیتریک 65٪ رو تا 1000 ساعت داره. برای تزئینی، فقط اگه اولویت زیبایی باشه، مثل رودیوم روی جواهرات که بازتاب UV رو 99٪ می‌کنه اما در برابر خراش ضعیفه.

یه نکته منحصر به فرد: در قطعات دقیق، ضخامت آبکاری می‌تونه ابعاد رو تغییر بده. برای عملکردی، تلرانس +0٫01 میلی‌متر رو در نظر بگیر، چون لایه ضخیم‌تره. توی تزئینی، این تغییر ناچیزه اما زیبایی رو تحت تاثیر قرار می‌ده.

معیارهای انتخابی نوع پوشش آبکاری

نکات طلایی از دل کارگاه‌های آبکاری که کتاب‌ها نمی‌گن

توی عمل، پوشش‌های تزئینی نیاز به پولیش mirror-like دارن تا براقیتشون حفظ بشه، اما عملکردی‌ها اغلب سندبلاست می‌شن برای چسبندگی بهتر. یه راز: برای جلوگیری از هیدروژن embrittlement در عملکردی‌ها، بعد آبکاری، عملیات حرارتی در 200 درجه برای 4 ساعت لازمه – چیزی که در تزئینی‌ها نادیده گرفته می‌شه و باعث ترک‌های میکروسکوپی می‌شه.

من توی پروژه‌ای برای صنعت معدن، از آبکاری پالسی برای نیکل عملکردی استفاده کردم که جریان رو بین 10-100 آمپر بر دسی‌متر مربع نوسان می‌ده. نتیجه؟ لایه‌ای با چگالی 99٫8٪ و بدون حفره، که خوردگی رو 500٪ کاهش داد.

تکنولوژی‌های نوظهور که صنعت آبکاری رو زیر و رو کردن

حالا بیایم به آینده نگاه کنیم. آبکاری پالسی معکوس (Reverse Pulse) برای عملکردی‌ها، می‌تونه لایه‌هایی با ضخامت یکنواخت روی هندسه‌های پیچیده ایجاد کنه – چیزی که در تزئینی‌ها با روش‌های سنتی ممکن نیست. یا پوشش‌های نانوکامپوزیتی مثل نیکل-الماس با ذرات 20 نانومتری که سختی رو به 1500 ویکرز می‌رسونه.

در PVD (Physical Vapor Deposition)، برای عملکردی‌ها، می‌تونی لایه TiAlN با ضخامت 3 میکرون بزنی که مقاومت حرارتی تا 800 درجه داره. توی تزئینی‌ها، این روش برای رنگ‌های متالیک خاص مثل rose gold استفاده می‌شه، اما دوامش کمه.

منبع :

https://rangin-pooshesh.com/projects/%d8%a2%d8%a8%da%a9%d8%a7%d8%b1%db%8c/