نیکل کروم؛ ظاهری براق اما با پشتوانه‌ای فنی
آبکاری نیکل کروم ترکیبی از دو لایه متفاوت با دو هدف متفاوت است؛ نیکل به‌عنوان لایه اصلی، ضخیم و کاربردی، و کروم به‌عنوان لایه نازک نهایی با وظیفه‌ای فراتر از زیبایی. برخلاف تصور رایج، کروم فقط برای براقیت نیست؛ نقش آن در افزایش مقاومت به سایش، اکسیداسیون و تغییر رنگ به اندازه نیکل اهمیت دارد.
در اجرای درست این فرآیند، عوامل زیادی دخیل هستند؛ از نوع ترکیب محلول‌ها، تا ویژگی‌های دما، جریان، زمان، آماده‌سازی سطح، نوع زیرلایه و شرایط پخت نهایی. کوچک‌ترین تغییر در هرکدام از این پارامترها، کیفیت کار را به‌طور کامل تغییر می‌دهد.
فرمولاسیون دقیق و علمی محلول‌های نیکل و کروم
| ترکیب محلول نیکل | مقدار پیشنهادی | نقش اصلی |
|---|---|---|
| سولفات نیکل (NiSO₄) | ۲۴۰–۳۰۰ گرم در لیتر | منبع اصلی یون نیکل |
| کلرید نیکل (NiCl₂) | ۴۰–۶۰ گرم در لیتر | افزایش هدایت الکتریکی محلول |
| اسید بوریک | ۳۰–۴۰ گرم در لیتر | تنظیم pH و بافرکننده محلول |
| مواد براق‌کننده | ۲–۵ میلی‌لیتر در لیتر | کنترل شکل دانه‌ها، افزایش درخشش |
| مواد تنظیم‌کننده لایه | ۰.۵–۱.۵ میلی‌لیتر در لیتر | یکنواخت‌سازی ضخامت و کنترل هیدروژن |
| ترکیب محلول کروم | مقدار پیشنهادی | نقش اصلی |
|---|---|---|
| اسید کرومیک (CrO₃) | ۲۵۰ گرم در لیتر | منبع اصلی یون کروم |
| اسید سولفوریک | ۲.۵–۵ سی‌سی در لیتر | تنظیم چسبندگی و کنترل PH |
| آند سربی یا آلیاژ سرب-قلع | – | رسانش یونی و ثابت نگه‌داشتن جریان |
پارامترهای پنهان که نتیجه نهایی را تغییر می‌دهند
- ترکیب براق‌کننده نیکل بسته به نوع زیرلایه متغیر است. برای قطعات آلومینیومی، افزودنی‌ها باید توان خنثی‌سازی اثر آنودیک سطح آلومینیوم را داشته باشند.
- نسبت یون نیکل به کلر باید در بازه ۵:۱ حفظ شود. افزایش کلر، خطر بوجود آمدن خوردگی زیرلایه را افزایش می‌دهد.
- PH محلول نیکل بین ۳.۸ تا ۴.۵ باید کنترل شود. کمتر از این، پوشش تیره و نچسبنده خواهد شد؛ بیشتر از این، باعث ته‌نشینی نمک‌ها می‌شود.
- جریان یکنواخت روی سطح پیچیده نیاز به طراحی خاص جیک دارد. در قطعات با سوراخ، گود، یا لبه تیز، باید از آندهای کمکی استفاده کرد.
- دما در آبکاری کروم باید در محدوده ۵۰–۵۲ درجه سانتی‌گراد باقی بماند. حتی ۲ درجه اختلاف باعث ترک خوردگی می‌شود.
مراحل گام به گام اجرای آبکاری نیکل کروم (از دید استادکار)
| مرحله | شرح عملیات | تجهیزات و مواد لازم | نکات اجرایی و فنی | کنترل کیفیت |
|---|---|---|---|---|
| چربی‌گیری اولیه | حذف روغن، گریس، و آلودگی سطح | تینر، شوینده قلیایی، اولتراسونیک | زمان چربی‌گیری حداقل ۱۵ دقیقه | تست قطره آب، باید پیوسته پخش شود |
| اسیدشویی | زدودن زنگ و اکسیدهای سطح | اسید کلریدریک ۱۵٪، یا اسید سولفوریک ۱۰٪ | مراقبت از خوردگی بیش از حد فلز پایه | بررسی بصری یکنواختی سطح |
| پیش‌آبکاری (Activator) | لایه نیکل یا فلز واسط (برای آلیاژهای خاص) | نیکل نیمه‌درخشان یا لایه نازک مس | افزایش چسبندگی پوشش نیکل اصلی | چسبندگی اولیه باید عالی باشد |
| آبکاری نیکل | رسوب لایه اصلی فلز نیکل | وان نیکل، آند نیکل خالص، ولتاژ کنترل‌شده | کنترل دما (۴۰–۵۰ درجه)، دانسیته جریان ۳–۵ آمپر | تست ضخامت، یکنواختی، درخشش |
| آبکشی دقیق | حذف یون‌های باقی‌مانده نیکل از سطح | آب مقطر، اسپری تحت فشار | جلوگیری از خشک‌شدن سطح قبل از ورود به کروم | مشاهده لکه یا پسماند نباید وجود داشته باشد |
| آبکاری کروم | اعمال پوشش نهایی کروم | وان کروم، آند سربی، جریان بالا | دما دقیق، جریان ۲۵–۳۰ آمپر بر دسی‌متر مربع | براقیت بالا، بدون موج یا ترک |
| شستشوی نهایی | حذف اسید کرومیک سطحی | محلول خنثی‌کننده + آب مقطر | ماسک بخارات و دستکش الزامی است | تست pH سطح و عدم باقی‌ماندن کرومیک |
| پولیش و خشک‌کردن | افزایش براقیت نهایی و محافظت از رنگ | پارچه پنبه‌ای، خمیر پولیش | چرخش سبک و بدون فشار | درخشندگی نهایی، بدون اثر خش |
اشتباهاتی که باعث ریجکتی کامل پروژه می‌شوند
- استفاده از نیکل نیمه‌خالص یا آندهای فرسوده: این کار باعث تیره شدن سطح نیکل و افزایش ناخالصی در پوشش می‌شود.
- عدم فیلتر کردن محلول نیکل به‌صورت دوره‌ای: ذرات معلق باعث بوجود آمدن لکه‌های نقطه‌ای و کاهش براقیت می‌شوند.
- استفاده از محلول کروم مانده و آلوده: رنگ نهایی خاکستری تیره می‌شود و خاصیت ضدخوردگی به‌شدت کاهش می‌یابد.
- اجرای نیکل بدون لایه پرایمر روی آلومینیوم یا روی: این کار منجر به ریزش پوشش در کمتر از یک هفته می‌شود.
ترفندهای حرفه‌ای برای اجرای یک آبکاری نیکل کروم بی‌نقص
- استفاده از جریان پالسی (Pulse DC) برای نیکل: این تکنیک باعث رسوب دقیق‌تر، دانه‌های ریزتر و چسبندگی بهتر می‌شود.
- تنظیم زاویه قرارگیری قطعه در وان نیکل: زاویه ۱۵ تا ۳۰ درجه با خط افق باعث توزیع یکنواخت جریان و حذف نقاط کور می‌شود.
- پیش‌گرم‌کردن قطعه قبل از ورود به وان کروم: جلوگیری از شوک دمایی و ترک‌خوردگی سطح.
- نصب آندهای فرم‌دار برای قطعات پیچیده: آندهایی که مطابق شکل قطعه طراحی شده‌اند، پوشش دقیق‌تری فراهم می‌کنند.
- تغذیه مداوم محلول نیکل با یون تازه: استفاده از نیکل آنود در ابعاد بزرگ باعث ثبات ترکیب محلول در طول آبکاری‌های متوالی می‌شود.
تشخیص کیفیت نهایی؛ فقط براق بودن کافی نیست
برای تشخیص کیفیت نهایی پوشش نیکل کروم، باید با استانداردهای آزمون صنعتی آشنا باشی. این بخش مهم‌ترین بخش از کنترل کیفی آبکاریه، چون فقط ظاهر فریبنده نیست که ارزش ایجاد می‌کنه؛ بلکه دوام، چسبندگی، ضخامت و مقاومت در برابر شرایط محیطی همگی تعیین‌کننده هستن.
- تست چسبندگی با نوار چسب (Cross Cut Test): روی سطح شبکه‌ای از خطوط با تیغ ایجاد میشه. اگر پس از زدن نوار چسب و کندن آن حتی یک مربع جدا بشه، چسبندگی ضعیفه.
- تست سختی پوشش (Pencil Test): مدادهایی با درجه سختی مختلف (از H تا 6H) روی سطح کشیده می‌شن تا مقاومت خراش بررسی بشه. نیکل کروم باکیفیت تا 4H نباید خط بیافته.
- تست ضخامت با دستگاه XRF یا میکرومتر مغناطیسی: پوشش نیکل باید بین ۱۵ تا ۳۰ میکرون و پوشش کروم بین ۰.۲ تا ۰.۵ میکرون باشه. ضخامت زیاد کروم ترک‌دار میشه؛ کم باشه هم بی‌اثر.
- تست مقاومت در برابر خوردگی (Salt Spray): نمونه در کابین مه نمکی قرار می‌گیره. نیکل کروم با کیفیت باید تا ۲۴ یا ۴۸ ساعت بدون زنگ‌زدگی دوام بیاره.
- تست درخشش و وضوح انعکاس: یک مقیاس دقیق از براقیت وجود داره (Gloss Meter) که پوشش نیکل براق بالای ۹۰ درصد بازتاب نور داره.
تفاوت آبکاری نیکل کروم صنعتی و تزئینی
| شاخص فنی | نیکل کروم تزئینی | نیکل کروم صنعتی |
|---|---|---|
| هدف اصلی | ظاهر براق، ضد خش، مقاومت به لکه | مقاومت مکانیکی، خوردگی و سایش بالا |
| ضخامت نیکل | ۱۰ تا ۲۰ میکرون | ۳۰ تا ۵۰ میکرون |
| ضخامت کروم | ۰.۲ تا ۰.۳ میکرون | ۰.۳ تا ۰.۵ میکرون |
| زیرلایه‌ها | فولاد، آلومینیوم، آلیاژهای تزئینی | فولاد ابزار، قطعات ماشین‌آلات صنعتی |
| نوع براق‌کننده‌ها | براق‌کننده قوی و افزودنی تزیینی | بدون براق‌کننده یا براق‌کننده صنعتی ملایم |
| تست مقاومت خوردگی | متوسط (۲۴ تا ۴۸ ساعت) | بالا (بیش از ۹۶ ساعت در مه نمک) |
| هزینه اجرای پوشش | پایین‌تر | بالاتر به دلیل زمان، ضخامت و مواد مصرفی |
ویژگی‌های پنهان که فقط استادکاران متوجه می‌شن
- پوشش نیکل نیمه‌مات برای قطعات جوش‌خورده بهتره: چون نواقص سطحی رو پنهان می‌کنه و هزینه پرداخت‌کاری رو کاهش می‌ده.
- در وان کروم، اتصال مستقیم قطعه به منبع جریان بهتر از اتصال جیکی‌ه: برای بعضی قطعات خاص، حذف واسطه جیک ولتاژ بهتری می‌ده.
- آند نیکل باید هر ۲۰ ساعت کارکاری برگردونده بشه: طرفی که در تماس با جریان نبوده، خورده نشده و باید استفاده بشه تا مصرف یکنواخت بشه.
- استفاده از نیکل غیرالکترولیت برای قطعات حساس با سوراخ ریز: چون آبکاری معمولی هوا می‌گیره، اما نیکل شیمیایی بدون گاز انجام میشه.
- در پوشش‌های خاص، استفاده از دو لایه نیکل (نرم و سخت) باعث افزایش دوام میشه: اول لایه نرم برای چسبندگی بهتر، بعد لایه سخت برای مقاومت نهایی.
راهنمای انتخاب نوع نیکل برای کاربردهای مختلف
| نوع پوشش نیکل | ویژگی ظاهری | مزیت کاربردی | مناسب برای |
|---|---|---|---|
| نیکل براق | بسیار براق | ظاهر زیبا، انعکاس بالا | قطعات تزئینی، یراق‌آلات، دسته‌ها |
| نیکل نیمه‌مات | نیمه‌درخشان | پنهان‌سازی عیوب سطحی | قطعات جوش‌خورده، تجهیزات صنعتی |
| نیکل بدون برق (شیمیایی) | یکنواخت و نرم | نفوذ به نقاط کور، پوشش سوراخ‌ها | تجهیزات پزشکی، الکترونیکی، دقیق |
| نیکل سخت صنعتی | مات براق | مقاومت بالا به سایش، سختی بالا | قطعات متحرک، غلطک، سیلندر، ابزارآلات |
آبکاری نیکل کروم بی‌اشتباه
در اجرای موفق نیکل کروم، همه چیز به «جزئیات» بستگی داره. از تمیز بودن سطح تا نوع آند، از دمای وان تا ولتاژ، از محلول تازه تا ترتیب مراحل شستشو. این فرآیند مثل دویدن روی لبه تیغه‌ست؛ یا بی‌نقص درمیاد یا کاملاً خراب.
پوشش نیکل کروم وقتی با دقت و آگاهی اجرا بشه، نه‌فقط براقیت بی‌نظیری داره، بلکه تا سال‌ها در برابر خوردگی، اکسید، تغییر رنگ، سایش، ضربه و شرایط محیطی مقاومت می‌کنه.
منبع: