ภาพรวมผลิตภัณฑ์
การชุบนิกเกิลเงา (Nickel plating) คือกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าที่เคลือบผิวโลหะด้วยชั้นนิกเกิลที่บางและแข็งแรงเพื่อเพิ่มคุณสมบัติ เช่น ความทนทานต่อการกัดกร่อน การทนทานต่อการสึกหรอ และความสวยงามของชิ้นงาน กระบวนการนี้ทำงานโดยใช้กระแสไฟฟ้าผ่านสารละลายที่มีไอออนนิกเกิล ทำให้ไอออนเหล่านั้นตกตะกอนเคลือบติดที่ชิ้นงานอย่างสม่ำเสมอ นอกจากจะทำให้ชิ้นงานดูเงางามแล้ว การชุบนิกเกิลยังช่วยปกป้องพื้นผิวจากความเสียหายทั้งทางเคมีและทางกล ส่งผลให้ชิ้นงานมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น
การชุบนิกเกิลมี 2 ประเภทหลัก คือ การชุบด้วยไฟฟ้า (Electroplating) และ การชุบแบบไม่ใช้ไฟฟ้า (Electroless Nickel Plating). การชุบด้วยไฟฟ้าใช้กระแสไฟเพื่อเคลือบผิวชิ้นงาน ส่วนการชุบแบบไม่ใช้ไฟฟ้าใช้สารเคมีแทน ซึ่งให้ความหนาที่สม่ำเสมอทั่วทั้งชิ้นงานแม้ในรูหรือซอกลึก.
จุดเด่นของน้ำยา
สรุปคุณสมบัติสำคัญสำหรับไลน์ชุบ ทั้งคุณภาพผิว ความเสถียร และความพร้อมต่อกระบวนการถัดไป
เงาสูงทั่วช่วงกระแส
ตั้งแต่ไฟต่ำจนถึงไฟสูงให้ผิวเงาเนียน สม่ำเสมอ
ครอบคลุมซอกลึก
การกระจายตัวดีเยี่ยม บริเวณรู/ร่องลึกเคลือบได้ทั่วถึง
ฐานทนกัดกร่อน
ชั้นนิกเกิลช่วยปกป้องสนิมและความชื้น
หน้าต่างปฏิบัติการกว้าง
ทำงานได้ยืดหยุ่นทั้งอุณหภูมิ ความเข้มข้น และกระแส
เก็บผิวและเกลี่ยผิว
ช่วยกลบรอยทราย ลดความหยาบ ให้ผิวเรียบเนียน
พร้อมรองรับโครเมียม
ผิวพร้อมรับชุบโครเมียมต่อสำหรับงานตกแต่ง
คุณสมบัติและประโยชน์ของการชุบนิกเกิล
- ป้องกันการกัดกร่อน: ทนชื้น/สารเคมี/ละอองเกลือ ช่วยยืดอายุการใช้งาน
- เพิ่มความแข็ง & ทนสึก: ลดรอยขีดข่วน เหมาะชิ้นส่วนเครื่องกล
- ความสวยงาม: ผิวมันวาว เรียบเนียน เหมาะของตกแต่ง/ยานยนต์/จิวเวลรี่
- ชั้นรองพื้น: ใช้เป็น undercoat ก่อนชุบโครเมียมเพื่อการยึดเกาะและทนกัดกร่อน
ส่วนที่ 1: การเตรียมสารละลาย
สัดส่วนแนะนำสำหรับบ่อ
| ส่วนประกอบ | ค่าแนะนำ | ช่วงมาตรฐาน | หน่วย |
|---|---|---|---|
| นิกเกิลซัลเฟต | 270–320 | 240–340 | กรัม/ลิตร |
| นิกเกิลคลอไรด์ | 20–60 | 15–70 | กรัม/ลิตร |
| กรดบอริก | 40–50 | 35–55 | กรัม/ลิตร |
| ยาพื้นนิกเกิล 902 | 8–10 | — | ซีซี/ลิตร |
| ยาเงานิกเกิล A-Brite | 0.1–0.4 | — | ซีซี/ลิตร |
ขั้นตอนการผสม
- เติมน้ำกลั่น ~50% ของปริมาตรบ่อ
- ละลายนิกเกิลซัลเฟตและนิกเกิลคลอไรด์จนหมด
- เติมกรดบอริก คนให้ละลายดี
- ปรับอุณหภูมิสารละลาย ~50–55 °C เพื่อช่วยละลาย แล้วลดลงสู่ช่วงทำงาน
- เติมยาพื้น 902 และยาเงา A-Brite ตามอัตราแนะนำ (ผสมน้ำ 1:1 ก่อนเทลงบ่อ)
- กรองด้วยไส้กรอง 10 µm จนใส
ส่วนที่ 2: ขั้นตอนการชุบ
การเตรียมผิว
เป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดเพื่อให้ได้การเคลือบที่ยึดเกาะดีและสม่ำเสมอ
- ทำความสะอาด: ขจัดคราบสกปรกทั่วไป เช่น ฝุ่น ดิน หรือคราบไขมันที่เกาะอยู่บนชิ้นงาน โดยอาจใช้ผงซักฟอกหรือสารละลายทำความสะอาดที่เหมาะสม
- ขจัดไขมัน (Degreasing): เป็นการทำความสะอาดคราบไขมันที่มองไม่เห็น เช่น คราบน้ำมันจากการกลึงหรือคราบจาระบี ซึ่งมักใช้สารเคมีที่มีฤทธิ์เป็นด่างหรือตัวทำละลายอินทรีย์
- ล้างน้ำ: ล้างชิ้นงานด้วยน้ำสะอาดหลาย ๆ ครั้ง เพื่อกำจัดสารเคมีและสิ่งสกปรกที่ตกค้างออกให้หมดก่อนเข้าสู่ขั้นตอนต่อไป
การแอคทิเวต (Activation)
เป็นการปรับสภาพพื้นผิวให้พร้อมสำหรับการชุบ
- ดิปกรดอ่อน: นำชิ้นงานไปแช่ในสารละลายกรดอ่อน เช่น กรดซัลฟูริก หรือกรดไฮโดรคลอริก เพื่อกำจัดชั้นออกไซด์บาง ๆ ที่อาจเกิดขึ้นบนผิวโลหะ ทำให้ผิวโลหะสะอาดและพร้อมสำหรับการรับการเคลือบ
- ล้างน้ำ: ล้างน้ำอีกครั้งเพื่อกำจัดกรดที่ตกค้าง
การชุบนิกเกิลเงา
ชุบในบ่อ A-Brite: สารละลายมาตรฐานสำหรับการชุบนิกเกิล ประกอบด้วย นิกเกิลซัลเฟต (Nickel Sulfate) เป็นแหล่งของไอออนนิกเกิล, นิกเกิลคลอไรด์ (Nickel Chloride) ช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้าและลดการเกิดฟอง, และกรดบอริก (Boric Acid) ช่วยควบคุมค่า pH ในการชุบ
A-Brite: เป็นสารเติมแต่งที่ทำให้การชุบออกมาเป็นเงา ซึ่งอาจเป็นสารอินทรีย์หรือสารเคมีชนิดอื่นที่ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติของสารละลาย เช่น ช่วยให้ผิวเคลือบเรียบเนียน เป็นมันเงา และเพิ่มความสามารถในการกระจายตัวของกระแสไฟฟ้า โดยควบคุมตัวแปรสำคัญ ได้แก่ ความหนาแน่นกระแส (Current Density) อุณหภูมิ (Temperature) และค่า pH เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
การล้างน้ำ
หลังจากชุบเสร็จ ต้องล้างน้ำสะอาด 2–3 ขั้น เพื่อล้างสารเคมีที่ตกค้างออกให้หมดก่อนไปขั้นตอนต่อไป
การชุบโครเมียมต่อ
การชุบนิกเกิลเดี่ยว ๆ จะมีสีเหลืองนวลคล้ายสเตนเลส แต่ยังไม่ทนทานต่อรอยขีดข่วนเท่าที่ควร การชุบโครเมียมต่อจากชั้นนิกเกิลจึงเป็นที่นิยมในงานตกแต่ง เพื่อให้ได้สีเงินสว่างสวยงาม และเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อนได้ดียิ่งขึ้น
การอบแห้ง/เป่าแห้ง
เป็นขั้นตอนสุดท้ายเพื่อทำให้ชิ้นงานแห้งสนิทก่อนนำไปใช้งานหรือจัดเก็บ
สภาพการทำงานและอุปกรณ์ที่จำเป็น
สภาพการทำงาน (แนะนำ)
| พารามิเตอร์ | ค่าแนะนำ |
|---|---|
| อุณหภูมิ | 48–60 °C |
| pH | 3.8–4.5 |
| ความหนาแน่นกระแสไฟ | 2–10 A/dm² |
| แอโนด | Nickel S/rounds ใส่ถุงผ้า PP |
| การกรอง | ไหลเวียนต่อเนื่อง ไส้กรอง 10 µm |
| การกวน | แกว่งชิ้นงาน หรือก๊าซ/ของเหลวตามเหมาะสม |
อุปกรณ์ที่จำเป็น
บ่อชุบ
บ่อชุบคือภาชนะที่ใช้บรรจุสารเคมีสำหรับกระบวนการชุบโลหะ การเลือกวัสดุที่ใช้บุบ่อชุบมีความสำคัญมาก เนื่องจากสารเคมีในบ่อชุบมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง: PVC (Polyvinyl Chloride), PE (Polyethylene), หรือ PP (Polypropylene) เป็นพลาสติกชนิดทนกรด-ด่าง จึงเหมาะสำหรับใช้บุหรือสร้างบ่อชุบ เพื่อป้องกันไม่ให้โครงสร้างหลักของบ่อ เช่น เหล็กหรือคอนกรีต ถูกกัดกร่อนจากสารละลายเคมี
เครื่องกรอง
เครื่องกรองใช้เพื่อรักษาคุณภาพของสารละลายในบ่อชุบให้สะอาดอยู่เสมอ โดยการกรองแบบต่อเนื่อง 10 µm หมายถึงการกรองสารละลายในบ่อชุบอย่างต่อเนื่องตลอดเวลาที่ทำการชุบ ด้วยไส้กรองความละเอียด 10 ไมโครเมตร เพื่อกำจัดอนุภาคเล็ก ๆ ที่อาจปนเปื้อน ซึ่งอาจทำให้ผิวชิ้นงานไม่เรียบเนียนหรือเกิดตำหนิได้
ระบบทำความร้อน/ระบายความร้อน
การควบคุมอุณหภูมิของสารละลายเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งในกระบวนการชุบโลหะ ช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับสารละลายชุบนิกเกิลคือ 48–60 °C ช่วงนี้ช่วยให้ปฏิกิริยาเคมีดำเนินไปอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้การเคลือบเป็นไปอย่างสม่ำเสมอและได้คุณสมบัติที่ต้องการ
ระบบกวน
ระบบกวนช่วยให้สารละลายในบ่อชุบมีความสม่ำเสมอ และป้องกันการสะสมของอนุภาคที่ผิวชิ้นงาน ถังแขวนใช้การแกว่งชิ้นงานช่วยกวนเป็นวิธีที่นิยม โดยแขวนชิ้นงานบนราวแล้วแกว่งอย่างช้า ๆ ระหว่างการชุบ เพื่อให้สารละลายรอบชิ้นงานไหลเวียน ไอออนของนิกเกิลเข้าถึงผิวได้ทั่วถึง และได้การเคลือบสม่ำเสมอทั้งชิ้นงาน