ประเภทของการชุบโลหะ: การใช้งานและประโยชน์

ทำความเข้าใจพื้นฐานของการ ชุบอินดักชั่น
บทนี้จะให้ภาพรวมของการชุบโลหะ พร้อมทั้งให้รายละเอียดเกี่ยวกับคำจำกัดความ เทคนิคต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง และวัสดุที่ใช้ในกระบวนการเหล่านี้

คำจำกัดความของการชุบโลหะ

การ ชุบอินดักชั่นโลหะ คือกระบวนการเคลือบชั้นโลหะบนพื้นผิวหรือพื้นผิวของวัตถุหรือส่วนประกอบที่เป็นโลหะ ชุบอินดักชั่น ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับเทคนิคต่างๆ เช่น การชุบด้วยไฟฟ้า โดยไอออนของโลหะจะถูกเคลือบลงบนพื้นผิวโดยใช้กระแสไฟฟ้า

ในทางตรงกันข้าม การชุบอินดักชั่น แบบไม่ใช้ไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับการเคลือบไอออนของโลหะลงบนพื้นผิวโดยไม่ต้องใช้ขั้วไฟฟ้า วิธีการดังกล่าวได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุ โดยแต่ละวิธีมีข้อดีเฉพาะตัว

นอกจากจะช่วยปกป้องความเสียหายจากสิ่งแวดล้อมแล้ว การชุบโลหะยังช่วยเพิ่มความสวยงามให้กับชิ้นส่วนได้อีกด้วย โดยทั่วไปแล้ว การเคลือบผิวจะแบ่งได้เป็นประเภทอุตสาหกรรมหรือเชิงพาณิชย์

การเคลือบผิวตกแต่งเชิงพาณิชย์มีไว้สำหรับสิ่งของในชีวิตประจำวันเพื่อปรับปรุงรูปลักษณ์และความทนทาน การใช้งานทั่วไป ได้แก่ เครื่องมือ เครื่องเงิน และเครื่องประดับ ในขณะเดียวกัน การเคลือบผิวในอุตสาหกรรมจะเสริมความแข็งแกร่งให้กับชิ้นส่วนโลหะ เพิ่มความทนทานเพื่อทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง และเพิ่มความแข็งแกร่งและการปกป้องชิ้นส่วนเครื่องจักรและยานพาหนะ

สารเคลือบเหล่านี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการบัดกรีของโลหะ เพิ่มความแข็งแรง และลดแรงเสียดทาน จึงลดการสึกหรอ กระบวนการเหล่านี้ยังสามารถส่งผลต่อสภาพนำไฟฟ้าของโลหะ ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงความจุกระแสไฟฟ้าของโลหะได้ นอกจากนี้ การเคลือบโลหะสามารถทำให้พื้นผิวเหมาะสำหรับการทาสีและปรับปรุงคุณสมบัติทางแม่เหล็กได้

กระบวนการชุบโลหะ

กระบวนการชุบโลหะมีหลายขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง รวมถึง:

กระบวนการชุบอินดักชั่น ด้วยไฟฟ้า

กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับการใช้อิเล็กโทรดเพื่อเคลือบโลหะบนชิ้นงาน ซึ่งจัดการได้โดยใช้ไฟฟ้า โดยถ่ายโอนชั้นโลหะจากขั้วบวก (ซึ่งยึดโลหะไว้สำหรับการชุบ) ไปยังขั้วลบ (วัตถุที่จะชุบ) โดยจุ่มทั้งสองชั้นลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต์โดยมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านอย่างต่อเนื่องเพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการ

ในกระบวนการนี้ กระแสไฟฟ้าจะผลักไอออนที่มีประจุลบไปทางขั้วบวก และผลักไอออนที่มีประจุบวกไปทางขั้วลบ ส่งผลให้มีชั้นโลหะที่สม่ำเสมอบนวัตถุ เมื่อสิ้นสุดกระบวนการ ชิ้นงานจะถูกหุ้มด้วยชั้นโลหะบางๆ ซึ่งมักเป็นทองแดงหรือโลหะนิกเกิล

การชุบด้วยไฟฟ้ามักใช้กับโลหะเนื่องจากต้องมีสภาพนำไฟฟ้า นอกจากนี้ยังสามารถปรับใช้กับพลาสติกบางชนิดได้โดยใช้เทคนิคการเคลือบล่วงหน้าแบบเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติแบบพิเศษที่ใช้ชั้นตัวนำบางๆ ซึ่งทำให้สามารถชุบโลหะ เช่น นิกเกิลและทองแดงลงบนพื้นผิวเหล่านี้ได้

การชุบด้วยไฟฟ้าและการสร้างรูปร่างด้วยไฟฟ้าแบบตัดกัน

การชุบอินดักชั่น ด้วยไฟฟ้าและการสร้างรูปร่างด้วยไฟฟ้าทั้งคู่ใช้วิธีการชุบด้วยไฟฟ้า แต่แตกต่างกันตรงที่การสร้างรูปร่างด้วยไฟฟ้าต้องใช้แม่พิมพ์ ซึ่งจะถูกถอดออกในภายหลังเพื่อเผยให้เห็นชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปแล้ว

การชุบแบบไม่ใช้ไฟฟ้า

การชุบแบบไม่ใช้ไฟฟ้าเป็นวิธีการทางเคมีในการเคลือบโลหะโดยไม่ใช้กระแสไฟฟ้า ซึ่งเกี่ยวข้องกับการจุ่มวัตถุลงในสารละลายที่มีตัวรีดิวซ์และตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเปลี่ยนไอออนของโลหะให้กลายเป็นโลหะที่เกาะอยู่บนพื้นผิว เทคนิคนี้มักใช้กับพลาสติก เช่น พลาสติกที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่พิมพ์ออกมา ซึ่งให้ประโยชน์ทั้งในด้านความสวยงามและความทนทาน

การชุบแบบไม่ใช้ไฟฟ้าแตกต่างจากการชุบด้วยไฟฟ้าที่อาศัยกระแสไฟฟ้า โดยจะก่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมีในสารละลาย ทำให้สามารถเคลือบโลหะได้โดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้า ตัวรีดิวซ์ ซึ่งมักเป็นโซเดียมไฮโปฟอสไฟต์ จะปล่อยไฮโดรเจนออกมาเพื่อทำปฏิกิริยาออกซิไดซ์และให้ประจุลบกับวัตถุ ทำให้สามารถเคลือบโลหะได้สม่ำเสมอ แม้จะอยู่ในสถานการณ์ที่มีรูปร่างซับซ้อนก็ตาม

วิธีนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำให้พื้นผิวที่ไม่นำไฟฟ้า เช่น พลาสติก พร้อมที่จะชุบด้วยไฟฟ้าในภายหลังหรือการใช้งานใดๆ ที่ต้องการการนำไฟฟ้า

การชุบนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าเป็นที่นิยมกันมาก แม้ว่าจะสามารถใช้ทองแดง ทอง และเงินในลักษณะเดียวกันได้ก็ตาม การชุบด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติหรือการชุบด้วยสารเคมีซึ่งเรียกว่าการชุบแบบไม่ใช้ไฟฟ้านั้นทำงานโดยไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอก

กระบวนการนี้ใช้ตัวรีดิวซ์ เช่น โซเดียมไฮโปฟอสไฟต์ เพื่อปล่อยไฮโดรเจนออกมา ซึ่งจะเกิดการออกซิไดซ์และสร้างประจุลบบนชิ้นงาน การชุบแบบไม่ใช้ไฟฟ้าช่วยให้เกิดการสะสมไอออนของโลหะบนชิ้นส่วนอย่างทั่วถึง แม้แต่ตามขอบและในโพรง ซึ่งมักจะทำได้ยากเมื่อใช้การชุบด้วยไฟฟ้า

แนวทางนี้ยังช่วยให้สามารถวางชั้นโลหะที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าทับบนวัตถุที่ไม่นำไฟฟ้าได้ง่ายขึ้น ทำให้พร้อมสำหรับงานชุบด้วยไฟฟ้าในอนาคต

การชุบอินดักชั่นแบบจุ่ม

การชุบอินดักชั่น แบบจุ่มเกี่ยวข้องกับการจุ่มโลหะพื้นฐานลงในสารละลายที่มีไอออนของโลหะมีคุณธรรมมากกว่า ซึ่งจะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาทดแทนที่ทำให้เกิดการเคลือบโลหะบนโลหะพื้นฐาน โดยโลหะที่มีออกซิเดชันต่ำกว่าจะแทนที่ไอออนที่มีออกซิเดชันสูงกว่าจากสารละลาย