Mạ điện. Công nghệ mạ điện. Mạ điện

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Mạ điện là phương pháp phủ một kim loại này lên một kim loại khác bằng phương pháp điện phân. Quy trình này được thực hiện bằng phương pháp ngâm truyền thống. Sau khi chuẩn bị sơ bộ, các bảng mạch in được nạp vào bể mạ, là một thùng chứa làm bằng chất điện môi, chứa đầy chất điện phân và được trang bị các cực dương (chúng có thể hòa tan và không hòa tan), cũng như một thiết bị để duy trì nhiệt độ và trộn dung dịch.

Gia công thẻ

Việc truyền tải dòng điện một chiều dẫn đến việc các phần của bo mạch không được che bằng mặt nạ bảo vệ và nối với điện cực được phủ một lớp niken hoặc vàng có độ dày nhất định. Vị trí thích hợp của các cực dương đảm bảo rằng độ dày lớp phủ gần như đồng đều.

Mạ vàng PCB thường được thực hiện bằng quy trình hai giai đoạn. Đầu tiên, chúng được ngâm trong bồn tắm nơi niken được mạ điện. Trong trường hợp này, mật độ dòng điện cao được sử dụng, do đó một lớp niken được lắng đọng từ dung dịch axit, độ dày của lớp này là 0,05-0,1 μm. Bằng cách ấyNiken và đồng được kết dính mạnh mẽ, điều này có thể làm giảm độ xốp của lớp phủ, cũng như ngăn chặn sự xâm nhập của đồng vào lớp vàng. Sau khi rửa, các sản phẩm thường được chuyển sang bể mạ vàng, nơi lớp vàng được tạo ra từ chất điện phân có kích thước tới 0,5 micron.

Mạ điện và trang trí

Đã có từ thời cổ đại, đã có một lớp hoàn thiện trang trí bằng kim loại nghệ thuật. Sản xuất hiện đại cho thấy rằng xử lý mạ sẽ được sử dụng để truyền một số tính chất đặc biệt cho bề mặt kim loại. Lớp phủ bảo vệ kim loại quý có thể được tạo ra bằng cách cho kim loại lắng đọng từ dung dịch muối dưới tác dụng của dòng điện. Nhờ các lớp phủ như vậy nên có thể giữ được màu sắc và độ sáng của trang sức trong một thời gian khá dài. Chúng không chỉ ngăn ngừa sản phẩm bị thâm đen mà còn có tác dụng đánh bóng tuyệt vời. Ví dụ, mạ điện với vàng hoặc bạc cho phép bạn giữ được màu sắc và độ sáng của đồ trang sức trong một thời gian dài.

Có một số biến thể khác nhau của quá trình này, mỗi biến thể bao gồm việc sử dụng một kim loại cụ thể:

- mạ crom;

- mạ đồng;

- mạ;

- Mạ niken;

- lớp phủ thiếc-bitm;

- oxy hóa hóa học;

- thụ động hóa học;

- anodizing;

- đánh bóng điện.

mạ crom

Đây là sự bão hòa khuếch tán của bề mặt thép với crom hoặc lắng đọng trên các chi tiết của một lớp chất từ chất điện phân dướihoạt động của dòng điện. Trong trường hợp này, mạ điện tập trung vào việc bảo vệ chống ăn mòn, được sử dụng để trang trí hoặc để tăng mức độ cứng của bề mặt. Mạ crom trong công nghiệp cũng có thể được sử dụng để trang trí. Trong trường hợp này, mục tiêu chính của quy trình là làm cho bề mặt kim loại sáng đẹp ngoạn mục. Bộ phận này phải được đánh bóng trước khi phủ chrome.

Thuộc tính lớp phủ

Mạ crom cứng được đặc trưng bởi khả năng chịu nhiệt, chống mài mòn cao, khả năng thấm ướt kém, hệ số ma sát thấp và độ dẻo thấp. Ngoài ra, bề mặt còn có các đặc tính như khả năng chống ma sát, khả năng chịu tải trọng phân bố, cũng như nhược điểm là dễ bị phá vỡ dưới tác dụng của tải trọng va đập tập trung. Lớp mạ điện ở dạng crom trắng sữa có mức độ chống mài mòn và độ cứng thấp, độ xốp thấp. Bề mặt được bảo vệ khỏi bị ăn mòn trong khi vẫn giữ được vẻ trang trí hấp dẫn.

Sử dụng mạ crom trong công nghiệp

Mục đích chính mà nó được sử dụng trong công nghiệp là cung cấp các đặc tính của bộ phận như tăng khả năng chống mài mòn, tăng khả năng chống ăn mòn và giảm ma sát. Nhờ quá trình này, thép trở nên cứng hơn, không bị khí ăn mòn, và cũng không bị sụp đổ trong nước biển và nước thông thường, axit nitric. Mạ điện kiểu này dẫn đến thực tế làcác khuyết điểm trên bề mặt chỉ ngày càng lớn hơn, cần phải xử lý sau vì không có tác dụng san lấp mặt bằng.

Mạ đồng

Việc sử dụng lớp phủ đồng có liên quan trong các trường hợp cần tăng độ dẫn điện và chúng cũng được sử dụng như một lớp trung gian trên các sản phẩm thép trước khi mạ crom, niken hoặc các lớp phủ khác. Bằng cách này, có thể mang lại độ bám tốt hơn, cũng như tăng khả năng bảo vệ. Mạ điện với đồng thường không được sử dụng làm đồ độc lập hoặc trang trí. Do kim loại này có khả năng ngăn chặn sự hình thành tia lửa điện nên sản phẩm có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp dầu khí.

Ứng dụng mạ đồng

Quy trình này được sử dụng để mạ đồng cho các sản phẩm thép hoặc dây thép. Thường thì loại lớp phủ này được sử dụng để bảo vệ các phần riêng lẻ của sản phẩm thép khỏi xi măng, trong khi xử lý những phần được cho là phải gia công thêm.

Mạ điện của kim loại trong trường hợp này thường được sử dụng trong ngành dầu khí để loại bỏ sự hình thành tia lửa, trong ngành công nghiệp điện để ứng dụng tiếp theo của các lớp phủ nhiều lớp nhằm bảo vệ và trang trí, trong sản xuất bảng mạch in, để cải thiện khả năng hàn, và cũng cho nhiều loại khác. Bề mặt có màu từ hồng nhạt đến đỏ sẫm. Sắc thái thường làchuẩn hóa.

Phủ kẽm

Một trong những phương pháp phổ biến nhất để bảo vệ các sản phẩm kim loại là mạ kẽm. Nó thường được sử dụng để gia công nhiều loại thép hợp kim hoặc thép cacbon. Mạ điện loại này là nhu cầu khá cao đối với việc bảo vệ các sản phẩm dây và ốc vít. Khi ở trong môi trường ẩm ướt, bề mặt kẽm hoạt động như một cực dương, giúp làm chậm phản ứng oxy hóa, trong khi kim loại cơ bản nhận được sự bảo vệ đáng tin cậy khỏi các yếu tố môi trường tiêu cực.

Loại mạ điện này chỉ có thể được sử dụng sau khi các sản phẩm kim loại đã được xử lý theo cách đặc biệt. Để làm được điều này, chúng cần được làm sạch rỉ sét, cáu cặn, các phương tiện kỹ thuật nhằm mục đích bôi trơn và làm mát. Khi quá trình mạ hoàn thành, sản phẩm phải trải qua quá trình làm sạch, tức là nó được ngâm với dung dịch axit nitric yếu, sau đó được thực hiện thụ động hóa. Vì vậy, không chỉ có thể tăng khả năng chống lại các tác nhân tiêu cực của sản phẩm mạ kẽm mà còn có tác dụng trang trí cho chúng, nghĩa là tạo độ sáng bóng và độ bóng nhất định. Công nghệ mạ điện trong trường hợp này giả định độ dày lớp kẽm từ 6 micron đến 1,5 mm.

Mạ niken

Bảo vệ các sản phẩm kim loại có thể được thực hiện bằng nhiều công nghệ khác nhau. Một trong những cách phổ biến và rộng rãi nhất hiện nay làmạ niken. Sự phổ biến như vậy được giải thích bởi các tính chất hóa học của niken. Nó có khả năng chống ăn mòn cao trong môi trường nước, và oxit niken ngăn cản quá trình oxy hóa kim loại tiếp theo. Ngoài ra, niken bị ảnh hưởng yếu bởi muối, axit và kiềm, ngoại trừ axit nitric. Ví dụ, một lớp phủ mạ kẽm có độ dày 0,125 mm bảo vệ đáng tin cậy khỏi hầu hết các loại khí công nghiệp, được đặc trưng bởi tính xâm thực tăng lên. Điểm này cũng rất quan trọng: hầu hết tất cả các kim loại đều cho phép mạ niken, vì vậy phương pháp này có thể được sử dụng để gia công thêm các sản phẩm.

Việc sử dụng mạ niken thích hợp cho một loạt các ứng dụng:

- đảm bảo bảo vệ các sản phẩm kim loại;

- sử dụng làm lớp phủ trang trí;

- hình thành lớp sơ bộ, sẽ được xử lý thêm;

- phục hồi các bộ phận và cụm lắp ráp.

Lớp phủ được đặc trưng bởi khả năng chống mài mòn và độ cứng tăng lên và được khuyến nghị cho các bộ phận hoạt động trong điều kiện ma sát, đặc biệt là trong trường hợp không có bất kỳ chất bôi trơn nào, được sử dụng để bảo vệ chống ăn mòn, cũng như đảm bảo hàn chất lượng cao của chất hàn nhiệt độ thấp, tất cả điều này được quy định trong GOST. Các lớp phủ mạ điện có độ giòn cao, vì vậy không nên thực hiện làm loe và uốn các bộ phận đã trải qua quá trình mạ niken. Nó được khuyến khích sử dụng nó cho các bộ phận cấu hình phức tạp. Sau quy trình xử lý nhiệt ở nhiệt độ 400 độ C, lớp phủ đạt được mức tối đađộ cứng.

Tin-Bismuth

Mạ thiếc có khả năng chống lại các hợp chất lưu huỳnh và do đó được khuyên dùng cho các bộ phận tiếp xúc với cao su và nhựa. Trong số các đặc tính của nó là độ bám dính tuyệt vời với kim loại cơ bản, độ đàn hồi, khả năng uốn cong, kéo, dập, loe, ép vừa vặn, cũng như giữ nếp tốt trong quá trình trang điểm. Mạ thiếc mới lắng đọng có lợi cho hàn.

Kết luận

Mạ điện cải thiện các đặc tính dẫn điện của các bộ phận, mang lại cho chúng các đặc tính cách điện tuyệt vời, cũng như bảo vệ chúng khỏi các chất khác nhau. Ngoài ra, phương pháp này cho phép bạn có được những bề mặt tuyệt vời giống như gương, cũng như bắt chước lớp phủ men. Rất khó để đánh giá quá cao tầm quan trọng của mạ điện trong sản xuất hiện đại, vì sự phát triển của công nghệ đã giúp quy trình này trở nên hoàn hảo hơn.