CHROMATE BLACK 80 — โครเมตสีดำ โครม 6

สีโครเมตสีดำชนิดโครม 6 (Black Chromate, Cr6) ใช้บนผิวชุบซิงค์หรือสังกะสีเพื่อให้ฟิล์มสีดำเงาและเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อน เหมาะกับชิ้นส่วนที่ต้องการความพรีเมียมและการป้องกันสนิม อย่างไรก็ตาม Cr6 มีความเป็นพิษและถูกควบคุม จึงต้องปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยอย่างเคร่งครัด

หลังการชุบซิงค์ ชิ้นงานถูกจุ่มในสารละลายโครเมียมเฮกซาวาเลนต์ (Cr6) เพื่อสร้างฟิล์มโครเมตสีดำที่ยึดเกาะแน่น ช่วยเพิ่มชั่วโมงทนสนิมและให้โทนดำสม่ำเสมอ ใช้ได้ทั้งถังแขวนและถังกลิ้งในไลน์ออโต้หรือแมนนวล

• ฟิล์มสีขึ้นกับเวลา/อุณหภูมิ/ความเข้มข้น
• แนะนำมีการแกว่งหรือเป่าลมระหว่างจุ่ม
• ควรจัดลมอุ่นสำหรับการทำให้แห้งใกล้บ่อ

• ขั้นตอนการทำโครเมทสีดำบนชิ้นงานที่ชุบซิงค์แล้วเป็นการเคลือบผิวเพื่อเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อนและให้ความสวยงาม ✨ ซึ่งเรียกกระบวนการนี้ว่า โครเมทดำโครม 6 (Black Chromate Conversion Coating) ชิ้นงานชุบซิงค์เรียบร้อยแล้ว แนะนำ ≥ 8 ไมครอน: ขั้นตอนนี้คือการตรวจสอบให้แน่ใจว่าชิ้นงานได้ผ่านการชุบซิงค์ zinc plating มาแล้ว โดยความหนาของชั้นซิงค์ควรอยู่ที่ 8 ไมโครเมตรขึ้นไป เพื่อให้ชั้นโครเมทที่จะเคลือบต่อไปสามารถยึดเกาะได้ดีและทนทาน


• ล้างน้ำสะอาด 2 หน: หลังจากชุบซิงค์เสร็จ ชิ้นงานจะถูกนำมาล้างด้วยน้ำสะอาดทันทีอย่างน้อย 2 ครั้ง เพื่อกำจัดสารเคมีตกค้างจากกระบวนการชุบซิงค์ออกให้หมดจด ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้สารเคมีเหล่านั้นเข้าไปปนเปื้อนในสารละลายโครเมทในขั้นตอนต่อไป


• จุ่มกรดดินประสิว 0.5% v/v หรือกรดซัลฟูริก 0.25% v/v เป็นเวลา 2–3 วินาที: ขั้นตอนนี้เรียกว่า การกระตุ้นผิว acid activation โดยใช้กรดเจือจางเพื่อทำความสะอาดและขจัดคราบออกไซด์ oxide layer ที่อาจเกิดขึ้นบนผิวซิงค์ออก เพื่อให้ผิวซิงค์มีความพร้อมสำหรับการรับสารละลายโครเมทในขั้นตอนต่อไป การเลือกใช้กรดที่เหมาะสมจะช่วยให้สีโครเมทดำติดได้สม่ำเสมอ


• ล้างน้ำสะอาด: หลังจากกระตุ้นผิวด้วยกรดแล้ว จะต้องนำชิ้นงานมาล้างด้วยน้ำสะอาดอีกครั้ง เพื่อกำจัดกรดที่ตกค้างออกทั้งหมด


• จุ่มน้ำ DI 2–3 วินาที: การจุ่มด้วยน้ำ DI Deionized Water หรือน้ำปราศจากไอออน เป็นการล้างขั้นสุดท้ายก่อนเข้าสู่การจุ่มโครเมท เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีไอออนหรือสิ่งเจือปนใดๆ ที่อาจรบกวนปฏิกิริยาของโครเมทตกค้างบนผิวชิ้นงาน ทำให้ได้สีโครเมทที่สม่ำเสมอและสวยงาม


• จุ่ม CHROMATE BLACK 80 ที่ผสมแล้วประมาณ 60 วินาที พร้อมแกว่งหรือเป่าลม: นี่คือขั้นตอนหลักของการเคลือบโครเมทสีดำ โดยการจุ่มชิ้นงานลงในสารละลายเคมี CHROMATE BLACK 80 เป็นเวลาประมาณ 60 วินาที การแกว่ง agitating หรือเป่าลม air agitation ในขณะที่แช่อยู่จะช่วยให้สารละลายสัมผัสกับผิวชิ้นงานได้อย่างทั่วถึง ทำให้ได้ชั้นโครเมทที่มีสีดำสนิทและสม่ำเสมอทั่วทั้งชิ้น


• ล้างน้ำสะอาด 2 หน: หลังจากเคลือบโครเมทแล้ว ต้องล้างชิ้นงานด้วยน้ำสะอาดอย่างน้อย 2 ครั้ง เพื่อกำจัดสารเคมีส่วนเกินออกอย่างหมดจด


• จุ่มน้ำ DI 2–3 วินาที: การล้างด้วยน้ำ DI อีกครั้งจะช่วยล้างสารตกค้างที่หลงเหลืออยู่ออกทั้งหมด ทำให้ผิวชิ้นงานสะอาดพร้อมสำหรับขั้นตอนการทำให้แห้ง


• จุ่มเคลือบเสริม ใช้หรือไม่ใช้ก็ได้: ขั้นตอนนี้เป็นทางเลือกเสริม optional การเคลือบสารซีแลนท์ sealant เพิ่มเติมจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการป้องกันการกัดกร่อนให้ดียิ่งขึ้นไปอีก


• เป่าให้แห้งด้วยลมอุ่น ไม่เกิน 60°C: การทำให้แห้งด้วยลมอุ่นที่อุณหภูมิไม่เกิน 60°C เป็นสิ่งสำคัญ เพราะความร้อนที่สูงเกินไปอาจทำลายชั้นโครเมทที่เคลือบไว้ ทำให้สีซีดจางหรือลอกได้ง่าย ควรใช้ลมที่ไม่ร้อนจนเกินไปเพื่อให้ชั้นโครเมทแห้งสนิทและคงสภาพเดิม


• เคลือบน้ำมันป้องกัน เช่น Metal Guard 510 ด้วยโม่กลิ้ง ถ้าต้องการ: เป็นขั้นตอนสุดท้ายที่เป็นทางเลือกเสริม optional สำหรับชิ้นงานที่ต้องการการป้องกันเพิ่มเติม โดยการเคลือบน้ำมันกันสนิม rust preventive oil จะช่วยเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อนจากความชื้นหรือสภาพแวดล้อมต่างๆ ได้ดียิ่งขึ้น

กระบวนการควบคุมและปรับเติมสารเคมีในน้ำยาโครเมทเป็นการรักษาคุณภาพของสารละลายให้อยู่ในสภาวะที่เหมาะสมตลอดเวลา เพื่อให้การเคลือบโครเมทดำมีคุณภาพดีและสม่ำเสมอ หัวใจหลักคือการรักษาสมดุลของส่วนประกอบหลักและค่า pH ให้อยู่ในเกณฑ์ที่กำหนด การปรับเติมต้องทำตามสัดส่วนที่กำหนดไว้ตั้งแต่การผสมเริ่มต้น Part A กับ Part B โดยอ้างอิงจากผลการไทเทรต titration ของ Part A เพื่อประเมินความเข้มข้นจริง เติมตามสิ่งที่ขาดเพื่อคงองค์ประกอบของระบบให้เสถียร ค่า pH มีผลอย่างมากต่อเฉดสี ความสม่ำเสมอ และการยึดเกาะ หากค่า pH สูงหรือต่ำเกินไปอาจทำให้สีไม่สม่ำเสมอหรือการยึดเกาะลดลง การเติม Part A และ Part B ตามสัดส่วนเดิมช่วยทั้งเพิ่มความเข้มข้นและช่วยพาค่า pH กลับเข้าสู่ช่วงที่เหมาะสม หากความเข้มข้นของโครเมทเพียงพอแต่ต้องการปรับ pH โดยตรง ให้ใช้กรดซัลฟูริก 50% v/v เพื่อลด pH และใช้โซดาไฟ 30% w/v แบบไข่มุกเพื่อเพิ่ม pH การควบคุมอย่างแม่นยำและสม่ำเสมอจะช่วยให้กระบวนการมีความเสถียรและได้ชิ้นงานที่มีคุณภาพตามมาตรฐานอย่างต่อเนื่อง

• เติม PART A: เติมในปริมาณที่ขาดหายไปตามผลการไทเทรตและเป้าหมายความเข้มข้นของระบบ
• เติม PART B: เติมในปริมาณประมาณ 1.3 × ของ PART A ที่เติม เพื่อรักษาสมดุลองค์ประกอบให้คงเดิม

• บ่อใหม่แล้ว “แดง/เหลือบแดง”: อาการนี้มักเกิดกับน้ำยาโครเมทที่เพิ่งผสมใหม่ สาเหตุหลักคือค่า pH ต่ำเกินไป วิธีแก้คือเติมโซดาไฟ 30% w/v ทีละน้อยเพื่อลดความเป็นกรดและยก pH ให้สูงขึ้นเล็กน้อย จะช่วยให้โทนสีแดงเปลี่ยนเป็นดำสนิทและสม่ำเสมอมากขึ้น


• หลังจุ่มดำ แนะนำจุ่มน้ำ DI: จุ่มชิ้นงานในน้ำ DI ทันทีหลังโครเมทเพื่อชะล้างฟิล์มโครเมทส่วนเกินและไอออนตกค้าง ช่วยให้พื้นผิวสะอาด สีดำเนียนและสม่ำเสมอ ลดคราบหมองและคราบน้ำ


• ชิ้นงานควรชุบซิงค์ ≥ 5 ไมครอน: เพื่อความทนทานและสีที่สวยแน่น แนะนำความหนาซิงค์อย่างน้อย 5 ไมครอน โดยทั่วไปในถังกลิ้งใช้เวลาประมาณ 40 นาที ทั้งนี้หากงานใช้งานหนักหรือทดสอบเกลือพ่น ควรพิจารณาความหนามากกว่าเดิม


• ไม่แนะนำอบในเตาแรง ๆ: ความร้อนสูงทำลายชั้นโครเมทได้ง่าย ทำให้ซีด ลอก หรือยึดเกาะลดลง ให้ใช้ลมร้อนหรือพัดลมช่วยเป่าแทน และควบคุมอุณหภูมิการทำให้แห้งไม่เกิน 60°C


• ห้ามแช่น้ำร้อนภายหลังจุ่มดำ: น้ำร้อนเร่งการเสื่อมสภาพของฟิล์มโครเมท ทำให้เฉดสีเพี้ยน ซีด หรือเป็นคราบ ควรหลีกเลี่ยงการสัมผัสน้ำร้อนและลมร้อนที่รุนแรง


• ความทนขูดขีดจะดีขึ้นหลังเก็บ 24 ชม.: หลังทำโครเมทใหม่ ๆ ฟิล์มยังไม่พัฒนาเต็มที่ ควรวางพักชิ้นงานประมาณ 24 ชม. ความทนทานต่อการขูดขีดและความคงสีจะดีขึ้นอย่างชัดเจน


• ถ้าขึ้นเขียว/น้ำตาล: โดยมากเกิดจากเวลาแช่ไม่พอ ให้เพิ่มเวลาในบ่อโครเมทอีก 2–5 วินาที แต่หลีกเลี่ยงการแช่นานเกินจำเป็น เพราะฟิล์มจะหนา เปราะ และหลุดลอกได้ง่าย


• สีไม่สม่ำเสมอ เช่น มีแดง รุ้ง หรือน้ำตาล: สาเหตุพบได้จากการเตรียมผิวไม่ดี มีคราบไขมัน/ออกไซด์/สารตกค้าง ค่า pH ไม่เหมาะสม หรือน้ำยาไม่สัมผัสผิวพอ วิธีแก้คือทำความสะอาดผิวให้ทั่วถึงก่อนจุ่ม ปรับ pH โดยเติมโซดาไฟ 30% ทีละน้อย และเพิ่มเวลาแช่โครเมทอีก 2–5 วินาทีตามสมควร


• ชั้นโครเมทหลุดลอกง่าย: มักมาจากชั้นซิงค์บางเกินไป (แนะนำ ≥ 5 ไมครอน), ใช้ความร้อนสูงกว่า 60°C ในการทำให้แห้ง หรือแช่น้ำยาโครเมทนานเกินไป วิธีแก้คือยืนยันความหนาซิงค์ให้เพียงพอ ใช้เพียงลมร้อน/พัดลมเป่า และลดเวลาแช่ให้เหมาะสม


• น้ำยามีการตกตะกอน: เกิดจากใช้น้ำไม่บริสุทธิ์ในการผสม/ปรับเติม หรือควบคุม pH ไม่ถูกต้อง วิธีแก้คือใช้น้ำ DI สำหรับผสมและปรับเติมทุกครั้ง และควบคุม pH ให้อยู่ในกรอบสม่ำเสมอ


• คุณภาพน้ำยาลดลงเร็ว ต้องเติมบ่อย: มักเกิดจากปริมาณงานจุ่มหนาแน่นเกินไปในช่วงสั้น ๆ หรือการล้างชิ้นงานก่อนจุ่มไม่ดี มีสารปนเปื้อนติดมา วิธีแก้คือวางแผนโหลดงานให้เหมาะกับปริมาตรบ่อ และเพิ่มคุณภาพการล้างก่อนจุ่มโครเมท


• สีโครเมทซีดจางหลังใช้งาน: มักเกิดจากไม่เคลือบสารป้องกันในขั้นท้าย หรือชิ้นงานสัมผัสสารเคมี/น้ำกรด วิธีแก้คือเคลือบน้ำมันกันสนิม (Rust Preventive Oil) เป็นขั้นตอนสุดท้าย และหลีกเลี่ยงการสัมผัสสารกัดกร่อนโดยตรง

1. ปิเปตน้ำยาโครเมท 2 mL + เติมน้ำ DI 50 mL ในขวดชมพู่ 250 mL
2. เติมกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น 5 mL
3. เติมโพแทสเซียมไอโอไดด์ 10% w/v ปริมาตร 10 mL
4. ไทเทรตด้วย 0.1 N โซเดียมไทโอซัลเฟต จนสีเป็นฟางข้าวอ่อน
5. เติมสารชี้วัดแป้ง 2% w/v ปริมาตร 1 mL
6. ไทเทรตต่อด้วย 0.1 N โซเดียมไทโอซัลเฟต จนใส/เขียวสว่าง

การคำนวณ: % PART A = (mL ของ 0.1 N Na₂S₂O₃) × 0.87

• สวม PPE ให้ครบ ได้แก่ ถุงมือทนสารเคมี แว่นตานิรภัย และหน้ากากป้องกันไอระเหย ทำงานในพื้นที่ที่มีการระบายอากาศดีเสมอ เพื่อลดการรับสัมผัสไอระเหยจากสารโครเมทและกรด รวมถึงจัดวางอุปกรณ์ล้างฉุกเฉินให้พร้อมใช้งาน
• ใช้น้ำ DI สำหรับผสมและปรับเติมทุกครั้ง เพื่อลดการนำไอออน/สิ่งเจือปนเข้าสู่ระบบ ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดการตกตะกอน สีเพี้ยน และเสถียรภาพของบ่อลดลง
• จัดการน้ำทิ้งและตะกอนที่มีส่วนของสารโครเมียม 6+ (Cr6+) ตามกฎหมายท้องถิ่นอย่างเคร่งครัด ต้องมีการบำบัดและกำจัดอย่างถูกวิธี ห้ามปล่อยทิ้งโดยไม่ผ่านกระบวนการ
• หากต้องปฏิบัติตาม RoHS/REACH ควรพิจารณากระบวนการโครเมียม 3+ (Trivalent) เป็นทางเลือกที่เหมาะสมเพื่อลดความเสี่ยงและสอดคล้องข้อกำหนด