การชุบนิกเกิลดำคืออะไร?
การชุบนิกเกิลดำเป็นกระบวนการทางไฟฟ้าเคมี (Electroplating) ที่ใช้เคลือบผิวโลหะเพื่อให้ได้ ผิวสีดำด้านถึงดำสนิท แทนการเคลือบด้วยนิกเกิลเงาวาวทั่วไป การชุบนิกเกิลดำช่วยลดการสะท้อนของแสงได้ดีเยี่ยมและยังเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อน ทำให้เหมาะสำหรับชิ้นงานที่ต้องการทั้งความสวยงามและประสิทธิภาพ
จุดเด่นของเกลือนิเกิ้ลดำ
ผิวดำสวยสม่ำเสมอ ควบคุมโทนได้ ใช้งานได้ทั้งงานตกแต่งและงานเทคนิค
ดำลึก เงา/ด้านได้
ได้โทน ดำอมเทา → ดำสนิท ปรับผิวด้านเพื่อลดแสงสะท้อนได้
ลดแสงสะท้อน
เหมาะชิ้นส่วนกล้อง/เครื่องมือแพทย์/ออปติคที่ต้องการลดแฟลร์
ความสม่ำเสมอสูง
ให้โทนสีสม่ำเสมอบริเวณซอกลึก เมื่อควบคุมค่าเบื้องต้นถูกต้อง
ปรับโทนด้วย pH/แรงดัน
โทนเข้ม/อ่อนคุมได้ด้วย pH, โวลต์, A/dm² และอุณหภูมิ
รองรับหลายวัสดุ
ทองเหลือง/ทองแดงลงได้ทันที ส่วนเหล็ก ควรมีนิกเกิลเงารองพื้น
ทนทานเมื่อซีลผิว
เพิ่มความทนกัดกร่อนด้วย น้ำยาเคลือบหรือแลกเกอร์ ตามงานตกแต่ง
ค่าเบื้องต้นการทำงาน
ตั้งค่าเบื้องต้นสำหรับบ่อนิกเกิลดำ (ควรทดสอบ Hull-cell เพื่อยืนยันหน้าต่างการทำงานของหน้างานจริง)
| ค่าเบื้องต้น | ช่วง | ค่ากลาง |
|---|---|---|
| เกลือนิเกิ้ลดำ | 120–150 g/L | 150 g/L |
| อุณหภูมิ | 30–50 °C | 40 °C |
| pH | 5.2–5.8 | 5.5 |
| ขั้วแอโนด | นิกเกิลแผ่น หรือนิกเกิลเม็ด (ถุงผ้า PP) | |
| แรงดัน (V) | 1.0–2.0 V | — |
| ความหนาแน่นกระแส | 0.1–1.0 A/dm² | — |
* ควรกรองแบบหมุนเวียนต่อเนื่อง (10 µm) เพื่อความสม่ำเสมอของชั้นเคลือบ
ตัวอย่างการผสมน้ำยา
| ปริมาตร | เกลือนิเกิ้ลดำ | น้ำกลั่น |
|---|---|---|
| 100 L | 15 kg | จนครบ 100 L |
| 400 L | 60 kg | จนครบ 400 L |
| 1000 L | 150 kg | จนครบ 1000 L |
วิธีผสม (แนวทาง)
- เติมน้ำ ~2/3 ของถัง การเว้นพื้นที่ไว้จะช่วยให้คุณสามารถคนหรือผสมสารเคมีได้ง่ายและปลอดภัยขึ้น
- ละลายเกลือนิเกิ้ลดำในน้ำอุ่นจนหมด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเกลือละลายหมดจด เพราะสารที่ละลายไม่หมดอาจส่งผลต่อความสม่ำเสมอของสารละลายหลักในภายหลัง
- เมื่อละลายเกลือในน้ำอุ่นจนเป็นเนื้อเดียวกันแล้ว ให้ค่อย ๆ เทสารละลายจากภาชนะแยกนี้ลงในถังหลักที่เตรียมไว้ในขั้นตอนแรก
- เติมน้ำสะอาดที่เหลือจนครบปริมาตรที่ต้องการ จากนั้นให้เปิดระบบกรองหมุนเวียน รอจนกว่าสารละลายในถังจะใสและไม่มีสิ่งเจือปน
คำแนะนำการใช้งาน
- สำหรับชิ้นงานที่ทำจาก ทองเหลือง หรือ ทองแดง สามารถนำไปชุบนิกเกิลดำได้โดยตรง ไม่จำเป็นต้องมีชั้นนิกเกิลเงาเป็นรองพื้นก่อน เนื่องจากโลหะทั้งสองชนิดนี้มีคุณสมบัติที่เข้ากันได้ดีกับกระบวนการชุบนิกเกิลดำ
- ส่วนชิ้นงานที่ทำจาก เหล็ก จำเป็นต้องมี ชั้นนิกเกิลเงารองพื้น ก่อนการชุบนิกเกิลดำ เพื่อให้การยึดเกาะระหว่างชั้นเคลือบกับผิวชิ้นงานดีขึ้นและมีความทนทานสูง ป้องกันการเกิดสนิมหรือการหลุดร่อนของผิวเคลือบในภายหลัง
- การเตรียมผิว: ต้องทำตามลำดับที่ถูกต้อง เริ่มจาก ล้างด่างเพื่อกำจัดคราบไขมัน ตามด้วยล้างน้ำ แล้ว Activate ด้วยกรดอ่อนเพื่อเปิดผิวโลหะ และล้างน้ำอีกครั้งก่อนการชุบ
- การควบคุมโทน: สามารถปรับเฉดสีของนิกเกิลดำได้โดยการควบคุม pH, อุณหภูมิ, แรงดัน, และ ความหนาแน่นกระแสไฟ
- น้ำยาเคลือบหรือแลกเกอร์: สำหรับชิ้นงานตกแต่งที่ต้องการความทนทานสูง ควร เคลือบด้วยน้ำยาเคลือบหรือแลกเกอร์ทับหน้า เพื่อป้องกันรอยขีดข่วนและเพิ่มอายุการใช้งาน
การปรับเติมน้ำยา & ความปลอดภัย
- การควบคุมคุณภาพของสารละลายชุบถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง โดยค่า โบเม่ (Baumé) ซึ่งเป็นหน่วยวัดความหนาแน่นของสารละลาย ควรได้รับการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอให้อยู่ในช่วง ~9–10. หากค่าที่วัดได้ต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนด ควรเติมสารเคมีตามปริมาณที่ระบุไว้ในคู่มือการใช้งาน และควรทำการทดสอบด้วย เซลล์ฮัลล์ (Hull Cell) เพิ่มเติม เพื่อประเมินประสิทธิภาพของสารละลายและปรับสัดส่วนสารเคมีให้เหมาะสมก่อนที่จะเริ่มชุบจริง
- เพื่อให้สารละลายชุบมีความสะอาดและปราศจากสิ่งเจือปน ควรเปิดระบบการ กรองต่อเนื่อง โดยใช้ไส้กรองที่มีความละเอียด 10 ไมโครเมตร (µm). การกรองจะช่วยขจัดอนุภาคขนาดเล็กที่อาจปนเปื้อนในสารละลาย ทำให้ผิวชิ้นงานที่ได้มีความใสและสีของผิวเคลือบมีความสม่ำเสมอ. การกรองอย่างสม่ำเสมอจะช่วยรักษาสมดุลของน้ำยาและยืดอายุการใช้งานของสารละลายได้อีกด้วย
- ควรใช้อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) อย่างเคร่งครัด ได้แก่ ถุงมือที่ทนสารเคมี เพื่อป้องกันการสัมผัสโดยตรง, แว่นตานิรภัย เพื่อป้องกันสารเคมีกระเด็นเข้าตา, และ หน้ากาก เพื่อป้องกันการสูดดมไอระเหยหรือละอองสารเคมีที่เป็นอันตราย การสวมใส่อุปกรณ์เหล่านี้จะช่วยลดความเสี่ยงต่ออันตรายที่อาจเกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ