ภาพรวม & เป้าหมาย
การเคลือบ ซีล (Seal) หรือ ท็อปโค้ท (Top Coat) บนผิวเคลือบโครเมตแบบไตรวาเลนต์ (Cr³⁺) เป็นขั้นตอนสำคัญที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความทนทานของชิ้นงาน การเลือกและตั้งค่าที่เหมาะสมจะช่วยยืดอายุการใช้งานและปรับปรุงคุณสมบัติของผิวเคลือบให้ดีขึ้น
ซีลอินทรีย์ (Organic Seal): เป็นโพลิเมอร์ที่ใช้น้ำเป็นส่วนประกอบหลัก มีคุณสมบัติช่วยป้องกันการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม เพิ่มความต้านทานต่อรอยนิ้วมือ และทำให้ผิวชิ้นงานดูเงางาม
ท็อปโค้ทอะคริลิก (Acrylic Top Coat): ท็อปโค้ทชนิดนี้จะให้ชั้นเคลือบที่แข็งแรงและทนทานต่อการขีดข่วนได้ดี เหมาะสำหรับงานที่ต้องเจอกับการเสียดสีบ่อยๆ เช่น ชิ้นส่วนรถยนต์
ซีลซิลิเกต (Silicate Seal): สร้างชั้นฟิล์มที่ทนทานต่ออุณหภูมิและความชื้นสูง เหมาะสำหรับงานที่ใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
ชนิดซีล/ท็อปโค้ท
| ชนิด | จุดเด่น | ข้อควรระวัง | เหมาะกับ |
|---|---|---|---|
| ซิลาน/นาโนซิลิกา (Inorganic sealer) | ฟิล์มบาง ใส โทนไม่เปลี่ยน เพิ่ม SST ชัดเจน | ไวต่อ pH น้ำล้าง/เวลาเซ็ต; ต้องอบอ่อน | Cr³⁺ ฟ้า/เหลือง งานตกแต่ง/ขันยึดทั่วไป |
| อะคริลิกใส (Water-based topcoat) | เงา ทนถู ปรับแรงเสียดทานได้ | อาจเปลี่ยนโทนเล็กน้อย โดยเฉพาะฟิล์มดำ | ฟ้า/เหลือง ชิ้นส่วนที่ถูสัมผัสบ่อย |
| แว็กซ์/ลูบริแคนต์ | คุมค่าสัมประสิทธิ์เสียดทาน (CoF) ดี | อาจเกิดฟุ้ง/รับฝุ่น ต้องคุมปริมาณ | สกรู/น็อต ระบบขันแรงบิด |
| โพลียูรีเทน/โพลีเมอร์หนา | ทนขีดข่วนสูง ฟิล์มทึบ | เสี่ยงเปลี่ยนโทน โดยเฉพาะ Cr³⁺ ดำ | งานใช้งานหนัก/ละอองสารเคมี |
ความเข้ากันได้กับพาสซิเวชัน Cr³⁺ (ตาราง)
| โทนพาสซิเวชัน | ซิลาน/นาโน | อะคริลิกใส | แว็กซ์/ลูบ | โพลิเมอร์หนา | บันทึก |
|---|---|---|---|---|---|
| ฟ้า (Thin Cr³⁺) | ✓ | ✓ | ✓ | △ | โพลิเมอร์หนาใช้ได้แต่ระวังโทนเข้มขึ้น |
| เหลือง/รุ้ง (Thick Cr³⁺) | ✓ | ✓ | ✓ | △ | ควบคุมการอบเพื่อคงเฉด |
| ดำ (Cr³⁺ Black) | ✓ | △ | ✓ | △ | ทดสอบโทน/เงาก่อนจริง บางสูตรทำให้ซีด |
ค่าเริ่มต้นที่แนะนำ (อ้างอิงทั่วไป)
ตั้งต้นตามนี้ แล้วปรับตามสเปกผู้ผลิต/ผลทดสอบจริง
| ชนิด | อัตราเจือจาง/ของแข็ง | เวลาแช่/ทา | อุณหภูมิ | อบ (ถ้ามี) | บันทึก |
|---|---|---|---|---|---|
| ซิลาน/นาโน | 3–8% v/v | 30–60 วินาที | Room temperature | 60–90°C · 10–15 นาที | ฟิล์มบาง ใส เหมาะเริ่มต้น |
| อะคริลิกใส | ของแข็ง 5–15% | 30–90 วินาที | RT–30°C | 80–120°C · 10–20 นาที | ปรับ CoF/เงาได้ดี |
| แว็กซ์/ลูบริแคนต์ | 1–5% v/v | 20–60 วินาที | RT | 60–80°C · 5–10 นาที (ถ้าต้องการ) | โฟกัส CoF สำหรับสกรู |
| โพลิเมอร์หนา (PU) | ของแข็ง 15–35% | พ่น/แช่ 30–90 วินาที | Room temperature | 120–160°C · 10–30 นาที | ทนถูสูง อาจเปลี่ยนโทน |
การเตรียมหลังพาสซิเวชัน
1. ล้างน้ำดี (Rinsing) 2–3 ขั้นหลังพาสซิเวชัน: วัตถุประสงค์: เพื่อล้างสารเคมีจากกระบวนการพาสซิเวชัน (Passivation) ออกจากชิ้นงานให้หมดจด ข้อควรระวัง: การล้างที่ไม่ดีจะทำให้เกิดการปนเปื้อนในน้ำยาซีลและทำให้คุณภาพของผิวเคลือบต่ำลง
2. พักให้ฟิล์ม Cr³⁺ เซ็ตตัว 30–90 วินาที (ขณะที่ยังมีความชื้น): วัตถุประสงค์: ให้ฟิล์มโครเมตมีเวลาแข็งตัวและพร้อมสำหรับการเคลือบซีลในขั้นตอนต่อไป ข้อควรระวัง: ควรปล่อยให้ผิวชิ้นงานยังคงมีความชื้นอยู่เล็กน้อยเพื่อป้องกันการเกิดคราบน้ำและรอยด่างจากน้ำแห้ง
3. ล้างด้วยน้ำ DI/RO เข้มข้น: วัตถุประสงค์: เป็นการล้างสุดท้ายก่อนลงซีล เพื่อกำจัดไอออนหรือแร่ธาตุที่เหลืออยู่บนผิวชิ้นงาน ข้อควรระวัง: ควรหลีกเลี่ยงการใช้น้ำกระด้างหรือน้ำที่มีคลอไรด์สูง เพราะจะทำให้เกิดคราบขาว และทำให้สีของผิวเคลือบผิดเพี้ยนได้
4. ลงซีล/ท็อปโค้ท: วัตถุประสงค์: เคลือบชิ้นงานด้วยซีลหรือท็อปโค้ทที่เลือกไว้ ข้อแนะนำ: การใช้ สารเพิ่มความเปียก (wetting agent) อาจช่วยป้องกันการเกิด water-mark หรือรอยน้ำบนผิวชิ้นงานได้หากจำเป็น
5. การระบาย/มีดลม (Air Knife): วัตถุประสงค์: เป่าลมเพื่อกำจัดของเหลวส่วนเกินออกจากชิ้นงานก่อนเข้าเตาอบ ความสำคัญ: การเป่าลมจะช่วยให้ชิ้นงานแห้งเร็วขึ้นและป้องกันการเกิดหยดน้ำยาที่อาจทำให้เกิดรอยด่าง
6. อบ/ทำให้แห้งทันที: วัตถุประสงค์: ทำให้ชั้นซีลหรือท็อปโค้ทแห้งและแข็งตัวอย่างสมบูรณ์ ข้อควรระวัง: ควรนำชิ้นงานไปอบทันทีหลังการเคลือบ เพื่อป้องกันการเกิดคราบและรับประกันความแข็งแรงของชั้นเคลือบ
หน้าต่างกระบวนการ (ตามชนิด)
| ตัวแปร | ซิลาน/นาโน | อะคริลิกใส | แว็กซ์/ลูบ | โพลิเมอร์หนา | สังเกตการณ์ |
|---|---|---|---|---|---|
| เวลา | 30–60s | 30–90s | 20–60s | 30–90s | สั้นไปปกป้องไม่พอ ยาวไปฟิล์มหนา/หม่น |
| อุณหภูมิ | Room temperature | Room temperature | RT | Room temperature | สูงไปเสี่ยงรุ้ง/โทนเปลี่ยน |
| อบ | 60–90°C · 10–15m | 80–120°C · 10–20m | 60–80°C · 5–10m (ถ้ามี) | 120–160°C · 10–30m | คุม Ramp/การไหลอากาศ ลดคราบขาว/น้ำตาล |
| การลงงาน | จุ่ม/สปิน | จุ่ม/พ่น/สปิน | จุ่ม/สปิน | พ่น/จุ่ม | ชิ้นเล็กใช้สปินลดหยด ชิ้นใหญ่พ่น/จุ่มตามพื้นที่ |
ล็อกค่าที่ดีที่สุดเป็นสแตนดาร์ด พร้อมภาพตัวอย่างก่อน/หลัง และชั่วโมง SST ตามสเปก
การจัดวาง/การไหล & การระบาย
- จัดชิ้นให้มีแนวไหล/เอียง ลดโพรงอากาศ ป้องกันหยด/รอยคราบ
- สปินหลังจุ่ม (ถังกลิ้ง/ตะกร้า) 5–20 วินาที ลดฟิล์มหนาเกิน/คราบ
- ตั้งเวลา drain ระหว่างขั้น + เหวี่ยงลมร้อน ก่อนอบ
- สัมผัสไฟ/ตะกร้าให้แน่น ลดจุดไม่ต่อเนื่องของฟิล์ม
การดูแลอ่างซีล/ท็อปโค้ท
ความเข้มข้น (Concentration): ควรตรวจสอบความเข้มข้นของน้ำยาซีล/ท็อปโค้ทเป็นประจำ และเติมสารเคมีตามความเหมาะสมเพื่อรักษาค่าให้อยู่ในระดับที่กำหนดเสมอ การเจือจางหรือเข้มข้นเกินไปจะส่งผลเสียต่อการยึดเกาะของผิวเคลือบ
pH และอุณหภูมิ (pH & Temperature): ควรควบคุมค่า pH และอุณหภูมิของน้ำยาให้อยู่ในค่าที่แนะนำจากคู่มืออย่างเคร่งครัด เพราะค่าเหล่านี้มีผลโดยตรงต่อการทำปฏิกิริยาของสารเคมี
การกรอง (Filtration): ควรติดตั้งระบบกรองแบบต่อเนื่องเพื่อกำจัดอนุภาคและสิ่งสกปรกที่อาจปนเปื้อนในอ่าง การมีอนุภาคเหล่านี้จะทำให้เกิด พินโฮล (pinhole) หรือรูเข็มเล็กๆ บนผิวเคลือบ
การเติม/เปลี่ยนอ่าง (Replenishment/Change): ควรมีการเติมน้ำยาอย่างสม่ำเสมอเพื่อชดเชยปริมาณที่สูญเสียไปจากการใช้งาน และเมื่อถึงอายุการใช้งานที่กำหนด หรือเมื่อมีสารปนเปื้อนมากเกินไป ควรเปลี่ยนน้ำยาในอ่างทั้งหมดเพื่อรักษามาตรฐานการผลิต
แผนคุมคุณภาพ
| หัวข้อ | ความถี่ | วิธีคุม | บันทึก |
|---|---|---|---|
| Salt Spray (ขาว/แดง) | ตามแผน | ตามข้อกำหนดลูกค้า | เชื่อมโยงผลกับขั้นล้าง/อบ |
| ค่าสัมประสิทธิ์เสียดทาน (CoF) | ทุกล็อต | ทดสอบบนชิ้นยึดจริง | ปรับความเข้มข้น/เวลา/อบ |
| การยึดเกาะ/ความทนการถู | ทุกกะ | ครอสแฮช+เทป / Taber | ปรับอบ/เวลาลงงาน |
| โทน/ความเงา | รายวัน | แผ่นเทียบ/สเปกสี | บันทึกค่าแสง/กล้องเทียบ |
ตารางปัญหาพบบ่อย & วิธีแก้
| อาการ | สาเหตุหลัก | แนวทางแก้ |
|---|---|---|
| คราบขาวหลังอบ | น้ำกระด้าง/หยดค้าง/อบแรง | DI เข้ม + มีดลม ปรับโปรไฟล์อบ |
| รุ้ง/โทนเปลี่ยน | อุณหภูมิสูง/เวลายาว ฟิล์มหนา | ลดเวลา/อุณหภูมิ ปรับการกวน/สปิน |
| ลอก/ยึดเกาะต่ำ | ฟิล์ม Cr³⁺ ไม่ได้เซ็ต/ล้างไม่ดี | พักเซ็ต เพิ่มล้าง DI และคุมอบ |
| หม่น/ฝ้า | ฟิล์มหนา/สารเกิน/ฝุ่น | ลดความเข้มข้น/เพิ่มกรอง/ห้องสะอาด |
| ค่า CoF ไม่นิ่ง | ความเข้มข้น/เวลา/อบเพี้ยน | ล็อก SOP เติมตาม drag-out และอุณหภูมิ |