mani24 29665 اشتراک گذاری ارسال شده در 19 آذر، ۱۳۹۱ مجموعه فرآيندهايي که تحت آن، سطح قطعات فلزي و يا غير فلزي (اجسام رسانا،نيمه رسانا و نارسانا) با لايه هايي از فلز يا غير فلز جهت دستيابي به سطوح مناسب براي کاربردهاي صنعتي و يا تزئيني و کاهش هزينه توليد،پوشيده ميشوند را آبکاري مي گويند. با توجه به اينکه پلاستيک ماده اي است که ماهيتا نارسانا مي باشد با روش آبکاري يک لايه رسانا(فلزي) روي جسم پلاستيکي رسوب داده مي شود. امروزه استفاده از قطعات پلاستيکي آبکاري شده در صنايع مختلف گسترش چشمگيري يافته است ازجمله صنايعي که اين قطعات در آنها به وفور يافت مي شود مي توان به صنايع اتوموبيل سازي، صنايع الکترونيک، صنايع توليد لوازم خانگي و توليد وسايل شخصي اشاره کرد. به دلائل زير استفاده از پلاستيک و آبکاري آن براي ساخت قطعات مورد توجه قرار گرفته است: 1-آزادي بيشتر در طراحي و انتخاب قطعه 2-وزن کمتر در مقايسه با قطعات از جنس ديگر 3-حذف عمليات دوباره کاري مانند(پرداختکاري سطح) 4-قابليت انعطاف بيشتر در قياس با قطعات مشابه فلزي 5-هزينه کمتر آبكاري قطعات پلاستيكي صنعتي نو محسوب مي گردد چراكه اولين قطعات پلاستيكي آبكاري شده با جريان برق(Electroplating) در سال ۱۹۶۳ وارد بازار شدند . سبكي پلاستيكها در مقابل فلزات، روش توليد ساده و امكان قالب گيري سريعتر و راحت تر آنها ، عدم نياز به پرداخت كاري بعد از قالب گيري،استحكام فيزيكي قابل قبول و مناسب و مقاوم بودن آن ها در برابر فرسودگي و قيمت تمام شده پايين تر در مقايسه با مشابه فلزي باعث شده است كه اين صنعت به سرعت رشد و توسعه يابد. به طوري كه امروزه علاوه بر ABS (كه اولين و تنها پليمري بو د كه تا سال ها قابل آبكاري بود) با استفاده از حلالهاي ويژه، بسياري ديگر از پلاستيكها قابل آبكاري مي باشند و استفاده از قطعات پلاستيكي آبكاري شده در صنايع مختلف از جمله لوازم خانگي(يخچال، تلويزيون، راديو، ضبط و پنكه) ، اسباب بازي، موتور سيكلت و دوچرخه ، دكمه و زيور آلات روز به روز كاربرد بيشتري مي يابد. از روش هايي که امروز براي آبکاري قطعات پلاستيکي استفاده مي شود مي توان به دو روش 1-الکتروليتي 2-الکترولس اشاره کرد. بايد توجه داشت که بسياري از پلاستيک ها قابليت آبکاري دارند اما در عين حال قابليت و ميزان چسبندگي لايه آبکاري به آن دسته از پلاستيک هاي گفته مي شود که بعد از آبکاري چسبندگي مناسبي بين پوشش و قطعه پلاستيکي بوجود آيد. پلاستيکهايي که آبکاري آنها ميسر مي باشد عبارتند از : • آلياژ ABS • پلي سولفون • نايلون • پلي استر • پلي اتراترکتون ( Polyethere therkeetone ) • پلي پروپيلن • پلي آريل اتر • پلي فنيل اکسيد • PTFE • پلي اتريميد بهترين پلاستيکي که قابل آبکاري باشد بايد مخلوطي از پرکننده ها و رزين ها باشد و با مخلوطي از پليمرها و کوپليمرها را شامل ميشود که در اين بين پلاستيک ABS بهترين نوع پلاستيک براي آبکاري مي باشد خواص ABS این پلاستیک از پلیمریزاسیون سه ماده اکریلو نیتریل، بوتادین و استایرن بدست می آید. اولین بار در سال 1950 این پلیمر (ABS) توسط شرکتهای امریکایی UniRoyal و Harboon ، شرکت آلمانی BASF و شرکت انگلیسی ICI به بازار عرضه شد. وزن مخصوص این ماده 1.04 گرم بر سانتیمتر مکعب و رنگ آن کدر است، در دمای 100 درجه سانتیگراد نرم میشود و از قالب پذیری و انعطاف پذیری خوبی برخوردار است. بوتادین جزء لاستیکی این پلاستیک است که به صورت ذره هایی با قطر کمتر از یک میکرون در شبکه اکریلو نیتریل استایرن پخش شده است. ذرات لاستیکی مذکور، این ماده را ارتجاعی میکند. این ذرات در تماس با محلولهای شیمیایی خورده میشوند و حفره هایی در پلاستیک ایجاد میکنند که این حفره ها لایه فلزی و آب داده شده را روی پلاستیک گل میخ می کند و چسبندگی بسیار بالایی بوجود می آورد. از جمله محاسن آن مي توان به موارد زير اشاره کرد: + هزينه پائين + چسبندگي بالا + کيفيت ظاهري خوب + پايداري ابعادي + توليد آسان مراحل آبکاري روي سطح پلاستيک: قابلیت هدایت الکتریکی قطعات فلزی در آبکاری با الکتریسیته (Electro plating) اساس آبکاری را تشکیل میدهد. با چنین روشی امکان آبکاری اجسام و قطعات غیرهادی یا نارسانا مانند آرم خودروها یا برخی از قطعات تزئینی داخل خودرو وجود ندارد؛ مگر آن که بتوان به طریقی یک لایه رسانا یا حداقل نیمه رسانا روی سطح قطعه ایجاد کرد که این لایه زیر بنای لایههای فلزی بعدی خواهد شد. آبکاری پلاستیکها شامل دو مرحله است: 1. رسانا یا نیمه رسانا کردن قطعه و ایجاد قابلیت هدایت الکتریکی روی سطح آن 2. آبکاری کردن قطعه (نشاندن لایه فلزی روی قطعه) با روش آبکاری الکتریکی مراحل رسانا کردن یک قطعه پلاستیکی چنین است: 1. چربی گیری 2. اسید شویی یا پیش زبرسازی 3. زبرسازی 4. کروم گیری 5. خنثی سازی 6. اسید گیری 7. حساس سازی 8. شتاب دهی 9. آبکاری شیمیایی بدون برق (Electroless) گفتنی است که پس از برخی مراحل باید شست وشوی قطعه صورت گیرد زیرا اگر موادی از محلول روی قطعه باقی بماند و وارد مرحله بعدی شود، با آن محلول واکنشی انجام خواهد داد که از کارایی محلول و عمر آن را میکاهد. 1. چربی گیری: وقتی ABS و دیگر پلیمرها از قالب بیرون می آیند دارای الکتریسیته ساکن هستند و اگر در محیط پوشیده نشوند، ذرات گرد و غبار هوا را به خود جذب میکنند. این آلودگی و آلودگیهای ناشی از روغن آماده سازی قالب برای تزریق و همچنین آلودگی ناشی از جابجایی، وجود مرحله چربی گیری را ضروری میکند. استفاده از یک ماده چربی گیر باعث افزایش عمر محلول زبرسازی میشود. میتوان برای چربی گیری از یک محلول با ترکیب زیر استفاده کرد: سود (20 گرم در لیتر)، تری سدیم فسفات (15 گرم در لیتر)، سدیم کربنات (15 گرم در لیتر) و اسید اولئیک (15 گرم در لیتر) شرایط عملکرد دمای50 تا 60 درجه سانتیگراد و مدت زمان لازم 2 دقیقه است. 2. اسیدشویی (پیش زبرسازی): برای پیشگیری از انتقال مواد چربی گیر قلیایی به محلول زبرسازی اسیدی و کاهش اسیدیته و عمر مفید آن بهتر است این مرحله قبل از زبرسازی وجود داشته باشد تا ضمن خنثی کردن قلیایی بودن سطح قطعه، آن را برای زبرسازی آماده کند. ترکیب پیشنهادی چنین است: اسید سولفوریک با چگالی 1.84 (50سی سی در لیتر)، اسید کرومیک(400 گرم در لیتر) شرایط عملکرد دمای 50 تا 60 درجه سانتیگراد و مدت زمان لازم 2 تا 5 دقیقه است. 3. زبرسازی (Etching): با زبر سازی میکروسکپی قطعه و ایجاد خلل و فرج در سطح آن، چسبندگی فلز به پلیمر افزایش می یابد. زبرسازی به دو روش مکانیکی و شیمیایی صورت می گیرد. در روش مکانیکی، با پرتاب شن به قطعه در حال دوران (سند بلاست)، سطح آن را زبر میکنند. روش شیمیایی روش بهتر و متداول تری است که در آن، جزء بوتادین خورده میشود و در عین حال ساختمان اکریلو نیتریل استایرن تخریب نمیگردد و سطح قطعه با خلل و فرج زاویه دار آماده پذیرایی فیلم هادی است. ترکیب محلول زبرسازی به صورت زیر است : اسید سولفوریک با چگالی 1.84 (180 سی سی در لیتر)، اسید کرومیک (430 گرم در لیتر)، اسید فسفریک (30 سی سی در لیتر) شرایط عملکرد دمای 50 تا 60 درجه سانتیگراد و مدت زمان لازم 2 تا 3 دقیقه است. 4. کروم گیری: در این مرحله اسید کرومیکی که پس از زبر سازی همراه قطعه است، گرفته میشود و هدف از آن، صرفه جویی در مصرف اسید کرومیک است. پس از کروم گیری شستوشوی قطعه با آب انجام میشود که کاهش قابل توجه اسید کرومیک روی قطعه و افزایش عمر محلول خنثی سازی را در مرحله بعد به دنبال دارد. 5. خنثی سازی: هدف از خنثی سازی، حذف آخرین محلول اسید کرومیک روی قطعه است که میتواند محلولهای بعدی را آلوده کند. اسید کرومیک باقیمانده در حفره های کور قطعه یا در محل اتصال آویزها از آبکاری شیمیایی این گونه مکان¬ها جلوگیری میکند. ترکیب مورد استفاده در این مرحله اسید کلریدریک کاملا خالص با چگالی 1.18 به میزان 180 سی سی در لیتر است. این محلول با گرفتن اسید کرومیک بتدریج به سبزی می¬گراید و به محض این که محلول خنثی سازی به رنگ سبز تیره درآمد، باید دور ریخته شود. شرایط کار با این محلول دمای 40 درجه سانتیگراد و زمان لازم 1 تا 2 دقیقه است. 6. اسیدگیری: پس از خنثی سازی، قطعه باید از اسید کلریدریک پاک شود. 7. حساس سازی: این مرحله در حقیقت قلب فرایند به شمار میرود. برای آبکاری روی پلاستیک ابتدا باید سطح آن را حساس کرد. این کار معمولا با نشاندن ذره های کوچک پالادیوم روی قطعه صورت میگیرد که این ذرات بعدا کاتالیزوری برای شروع آبکاری خواهند بود. در این مرحله قطعه در محلولی از کلرید قلع و کلرید پالادیوم غوطه ور میشود و پس از گذشت زمان لازم کمپلکسی از قلع و پالادیوم روی سطح قطعه بوجود می آید که در مرحله شتاب دهی نمکهای قلع حذف میشود و تنها فلز پالادیوم روی سطح باقی میماند. ترکیب مرحله حساس سازی چنین است: کلرید قلع (¬100 تا 150 گرم در لیتر)، کلرید پالادیوم (0.2 تا 0.3 گرم در لیتر)، اسید کلریدریک (20 سی سی در لیتر) این مرحله در دمای 35 تا 45 درجه سانتیگراد انجام میشود. محلول حساس سازی باید از نور محافظت شود تا طول عمر آن افزایش یابد. پس از این مرحله نیز شست وشو لازم است. 8. شتاب دهی: در این مرحله نمکهای قلع و بیشتر هیروکسید قلع حذف میشوند. این نمکها جزئی از کمپلکس روی سطح قطعه اند که پالادیوم را تا هنگام استفاده حفظ میکند. در این مرحله قلع در محلول حل میشود و فقط فلز پالادیوم در سطح قطعه باقی میماند. این پالادیوم است که مرکز تجمع فلز روکش بهشمار می آید. ترکیب پیشنهادی این مرحله، یک اسید رقیق مانند اسید سولفوریک 10درصد است. شرایط دمایی 20 تا 50 درجه سانتیگراد و زمان لازم حداقل2 دقیقه است. شست وشو در این مرحله همانند شست وشوی قبل از شتاب دهی نمیتواند محلول روی سطح را کاملا بزداید ولی واکنشهای هیدرولیزی سطح قطعه، وجود این مرحله را ضروری میکند. 9. آبکاری شیمیایی (Electroless Plating): به آبکاری با یک محلول شیمیایی گفته میشود که بدون ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی صورت میگیرد و قطعه ای را که داخل محلول فرو برده میشود، آبکاری میکند. پلاستیک فعال شده باید با روکش فلزی پوشانده شود تا هادی گردد. ضخامت این پوشش باید حداقل حدود 0.05 تا 0.5 میکرون باشد تا بتواند جریان لازم را برای شروع آبکاری الکترولیتی از خود عبور دهد. ایجاد این روکش با استفاده از محلولهای شیمیایی و بدون جریان برق (Electroless) ممکن است. این محلولها روکشهای بسیار نازکی بوجود می آورند و تا زمانی که سطح قطعه کاملا پوشانده شود، واکنش ادامه مییابد. محلولهای آبکاری شیمیایی باید هم دربردارنده نمک فلزی باشند و هم یک احیا کننده برای واکنش شیمیایی که بتواند کاتیونها را احیا کند. این کار به یک شروع کننده نیاز دارد که معمولا خود فلز است. در واکنش انجام شده کاتیون فلز مورد نظر احیا میشود و روی قطعه مینشیند. وقتی یک پلاستیک فعال شده در چنین محلولی فرو برده میشود، هر ذره پالادیوم، مرکز تجمع فلز (مس یا نیکل) به دور خود میشود. جزیره های تشکیل شده از فلز بسرعت به یکدیگر میپیوندند و تمام سطح قطعه را میپوشانند. با اتمام آبکاری شیمیایی، قطعه پلاستیکی به قطعه ای با سطح هادی و رسانای جریان برق تبدیل میشود و از این مرحله به بعد روش متعارف آبکاری قطعات فلزی قابل استفاده است. تنها باید نکاتی را که به ماهیت پلاستیکی قطعه برمیگردد، در این موارد رعایت کرد: 1. بعلت سبک بودن قطعات پلاستیکی باید از مکانیزمهایی برای قرار دادن قطعه روی آویز کاتد استفاده شود تا اتصال کافی بمنظور عبور جریان برق به وجود آید. 2. برای قطعات ریز از سبدهای مخصوص استفاده شود. 3. پلیمری برای آبکاری انتخاب شود که در رده پلیمرهای مخصوص آبکاری باشد. شکل ظاهري قطعه بعد از هر مرحله متفاوت است در مرحله اول داراي يک لايه يکنواخت آب در مرحله دوم کمي تيره در مرحله سوم غير يکنواخت بودن سطح قطعه و غير شفاف بودن در مرحله چهارم و پنجم سطحي خرمايي شکل دارد در مرحله ششم به حالت قبل روشنتر و در مرحله هفتم بايد پوشش يکنواخت و کاملي روي قطعه تشکيل شود. 2 لینک به دیدگاه
mani24 29665 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 19 آذر، ۱۳۹۱ براق کننده: در حال حاضر کرم-نيکل براق متداولترين پوشش آبکاري پلاستيک ها مي باشند. اين پوشش معمولا شامل مس-نيکل و لايه نازکي از کرم مي باشد. عمدتا ضخامت پوشش و مشخصات آن را مي توان در گستره وسيعي تغيير داد و پوشش هايي ايجاد نمودکه بتوانند در شرايط متناسب کاري و عملکرد قطعه نقش مناسبي را داشته باشد. جداسازی فلز از محلول الکترولیت به کمک انرژی الکتریکی جریان خارجی را الکترولیز مینامند. الکترولیز به کمک جریان مستقیم صورت میگیرد و الکتریسیته مصرفی به انرژی شیمیایی و گرمایی تبدیل میشود. تبدیل این انرژی در آبکاری الکترولیت را تجزیه و فلز را آزاد میکند و آن را به شکل پوشش روی کاتد یا قطعه متصل به کاتد مینشاند. سولفونیمید، سولفانامید بنزول، سولفان اسید، سولفان اسید نفتالین، الکیل سولفان اسید و آریل سولفان سولفانات بعنوان براق کننده های اولیه به کار میروند و کومارین، بوتین دیول، اتصالات آلی آمونیوم و آمینها از براق کننده های ثانویه اند که با غلظت 1 تا 10 گرم در لیتر در وان آبکاری مورد استفاده قرار میگیرند. پس از خروج قطعه آبکاری شده از الکترولیت،آن را با آب شست وشو میدهند و با جریان هوا خنک میکنند و آنگاه قطعه مورد نظر آماده استفاده در تزئینات داخلی (قطعات داخل اتاق) یا خارجی (آرم یا جلو پنجره) خودروست. روشهای پوشش دهی اغلب روشهاي پوشش دهي تنها در محدوده هاي خاصي قابل استفاده بوده و بهترين كارايي و راندمان را از نظر فني و اقتصادي دارند. به همين جهت در همان كاربردهاي خاص بيشترين استفاده را داشته و در ساير كاربردها جاي خود را به روشهاي ديگر خواهند داد. در ادامه به برخي از روشهايي كه براي آبكاري (پوشش دهي) قطعات پلاستيكي و به طور كلي سطوح مواد غيرهادي به كار ميرود اشاره مي شود: آينه كاري : ابتدا قطعه را زبر كرده (در سطوح آن خلل و فرج ريز ايجاد كرده ) متعاقبا با كلريد قلع دو ظرفيتي آن را حساس كرده و سپس با استفاده از پاشيدن دو محلول شيميايي به طور هم زمان بر روي قطعه و در اثر مخلوط شدن دو محلول ، فلز نقره احيا شده و در سطوح قطعه به صورت يك فيلم درخشنده خواهد نشست. استفاده از لاكهاي هدايت كننده: استفاده از لا ك هاي هدايت كننده كه از مخلوط رزين هاي آلكيد و اپوكسي با ذرات ميكروني گرافيت نقره اي يا پودر فلزي تهيه میشوند، به جاي روش متعارف در آبكاري قطعات پلاستيكي كه اين طرح بر مبناي آن تهيه شده، عليرغم گران بودن اين لاكها مورد استفاده قرار مي گيرد و چسبندگي اين لا كها بر روي تعداد بيشماري از مواد پلاستيكي نسبت به روشهاي شيميايي علت مهم اين كاربرد است. پوشش گذاري تحت خلا : پوشش گذاري تحت خلا نيز كه با فرايندهاي مختلفي صورت مي گيرد، از روشهاي متداول و رايج جهت پوشش دهي غير هاديها به ويژه پلاستيك ها میباشد. با استفاده از اين روش پوشش هايي با ضخامت يك نانومتر تا يك ميكرون قابل حصول مي باشد. به لحاظ نازكي پوشش داده شده با اين روش در مقايسه با آبكاري قطعه به روش الكتروپليتينگ استفاده از لاكهاي شيميايي قبل و بعد از پوشش دهي به منظور دستيابي به يك سطح با كيفيت بالا و محافظت شده ضروري مي باشد. از بين روشهاي فوق روش عمده رقيب و جايگزين روش پوشش گذاري تحت خلاء میباشد كه در زير به مقايسه آن با روش الكتروپليتينگ پرداخته مي شود. 1- در مقايسه با روش پوشش گذاري تحت خلاء روش الكتروپليتينگ به سرمايه گذاري اوليه كمتري نياز دارد. 2- چسبندگي فلز به سطح قطعه در آبكاري به روش الكتروپليتينگ بسيار بهتر از روشهاي تحت خلا بوده و در نتيجه پايداري و دوام پوشش داده شده بهتر است.امكان افزايش ضخامت پوشش تا ده ميكرون و بالاتر و به دست آوردن خصوصيات فيزيكي لازم بر روي سطح قطعه وجود دارد در حاليكه پوشش هاي ايجاد شده با روشهاي تحت خلا معمولا زير يك ميكرون است و به همين دليل استفاده از لاكهاي محافظ بعد از پوشش دهي ضروري مي باشد. 3- براي جلوگيري از خروج نرم كننده ها، مواد فرار و ساير افزودنيها از سطح يك قطعه پلاستيكي در شرايط خلا در بسياري از موارد لازم است يك پوشش پليمري اوليه نيز بر روي قطعه پلاستيكي داده شود كه موجب افزايش هزينه خواهد شد. 4- آبكاري سطوح قطعات پيچيده با روش الكتروپليتينگ راحت تر صورت مي گيرد. 5- در روشهاي تحت خلا به نيروهاي با تخصص بالاتري در مقايسه با روش الكتروپليتينگ نياز مي باشد. در مقابل در رابطه با برخي موارد، كاربرد روش استفاده از پوشش دهي تحت خلا به آبكاري با روش الكتروپليتينگ برتري دارد كه اهم آن عبارتند از: 1- در اين روش به علت اينكه قطعه در تماس مستقيم با مواد شيميايي قرار نمي گيرد خصوصيات فيزيكي پليمر تغيير نمي يابد. 2- در روش پوشش دهي تحت خلا ، ايجاد پوشش بر روي اكثر پلاستيكها امكان پذير است در حاليكه در روش الكتروپليتينگ پوشش دهي بر روي چند نوع پلاستيك موفق بوده و در برخي موارد به محلولهاي زبرسازي گران قيمت نياز مي باشد. 3- در برخي موارد يك پوشش با ضخامت بسيار كم (زير يك ميكرون كه با لاك محافظت شده باشد ) پاسخ گوي نياز خواهد بود كه در چنين حالتي قيمت تمام شده در مق ايسه با روش الكتروپليتينگ كمتر خواهد بود. 4- معمولا به آماده سازي قطعه از طريق پوشش دهي با لاك و رزينهاي شيميايي بعد از پوشش دهي نياز مي باشد. 5- روش پوشش دهي تحت خلا پساب آلوده كننده محي ط زيست نداشته و به تجهيزات تصفيه پساب نيازي ندارد . در اين روش تنها در مرحله لاك زني (دادن پوشش از رزينهاي شيميايي قبل و بعد از پوشش دهي فلزي ) و در صورت استفاده از روش اسپري كردن لاك و رزين ، بايستي بخارات و حلالهاي تبخير شده ضمن كار به وسيله هواكش به خارج از محيط كارگاه منتقل شده و در ارتفاع مناسب رها شوند. 6- به علت اين كه در روشهاي پوشش دهي تحت خلا تجهيزات و دستگاه پوشش دهي خارجي بوده و همچنين مواد و قطعات مصرفي وارداتي هستند ارزبري بيشتر مي باشد. به عنوان مثال فلزي كه براي پوشش دهي مورد استفاده قرار مي گيرد بايد از خلوص بالايي برخوردار باشد. 7- پوشش دهي در روشهاي تحت خلا در يك محيط بسيار تميز بايستي صورت گيرد بطوري كه محيط از ذرات گرد و غبار عاري باشد . بنابراين به مراتب تميز تر و بهتر ازمحيط آبكاري به روش الكتروپليتينگ مي باشد كه معمولا آلوده به انواع گازه اي سمي و غير سمي بوده و نياز به تهويه دائمي دارد. 8- با توجه به توضيحات فوق روشن است كه هر يك از روشهاي فوق در محدوده كار برد مربوط به خود بهترين كارايي را خواهند داشت و در موارد كاملا مشابه نيز بايستي انتخاب روش با بررسي معايب و محاسن هر روش صورت گيرد. در انتها بايد اشاره کرد که پلاستيک بايد از موادي ساخته شود که استحکام بالايي داشته باشد و بعضا بتوانند جايگزين مناسبي براي فلزات باشند. در حال حاضر استفاده از پلاستيک هاي آبکاري به سرعت رشد کرده و چشم انداز درخشاني در پيش رو دارد. تهیه و تنظیم: shima 29099 منابع: Chemical Engineering Bulletin – 2006 جزوات اداره صنایع و معادن funpatogh.com 2 لینک به دیدگاه
ارسال های توصیه شده