آبکاری قلع

آبکاری قلع می تواند پوششی با رنگ خاکستری مایل به سفیدی ایجاد کند که ظاهری مات داشته باشد یا ظاهری براق و فلزی ایجاد کند که درخشندگی کمی بیشتر باشد. قلع رسانایی خوبی دارد و از آبکاری آن در ساخت قطعات مختلف الکترونیکی استفاده می شود. همچنین از ابکاری قلع در بسیاری از صنایع دیگر مانند هوافضا ، صنعت غذایی، مخابرات و جواهر سازی استفاده می شود.

شاید شناخته شده ترین کاربرد برای آبکاری قلع پوشش قوطی های فلزی مورد استفاده برای نگهداری مواد غذایی باشد. ورق حلبی (پوشانده شده با قلع) همچنین به عنوان یک ماده معمولی برای ساخت قابلمه، تابه و سایر ظروف پخت و پز عمل می کند.

قوطی قلع اندود

پوشش های حاصل از آبکاری قلع ، متخلخل هستند و هرچه ضخامت پوشش بیشتر باشد، میزان این تخلخل کمتر خواهد بود. همچنین این پوشش را می توان بر روی بسیاری از فلزات از جمله فولاد، آهن و مس اعمال کرد. آبکاري قلع ظاهر این فلزات را برای کاربردهای خاص بهبود می بخشد و همچنین به افزایش عملکرد و دوام آنها کمک می کند.

ابکاری قلع براق

مراحل آبکاری قلع

آبکاری قلع می تواند بر روی هر نوع فلزی انجام شود. مراحل آبکاري قلع شامل تمیزکاری ، چربی گیری، اسید شویی فلزات و آبکاری می باشد که در ادامه به توضیح هر یک از مراحل پرداخته شده است.

مرحله تمیزکاری

پیش از انجام فرآیند آبکاری قلع ضروری است که سطح مورد نظر عاری از هرگونه چربی و کثیفی باشد. این مرحله متناسب با نوع قطعه و میزان چربی می تواند شامل مراحل سندبلاست فلزات ، چربی گیری گرم و چربی گیری الکتریکی باشد.

تمیزکاری سطح

در فرآیند سندبلاست از یک سری از ذرات برای زدودن آلودگی ها استفاده می شود. چربی گیر گرم نیز به صورت قلیایی است که می تواند دمایی در حدود 70 درجه سانتیگراد داشته باشد. همچنین در فرآیند چربی گیری الکتریکی به کمک جریان برق و چربی گیر الکتریکی قلیایی، عملیات چربی گیری انجام می شود.

مرحله اسیدشویی

به منظور تکمیل فرآیند تمیزکاری و زدوده شدن باقی مانده چربی ها و آلودگی ها، متناسب با نوع قطعه اسیدشویی انجام می شود. باید توجه شود که پایان این دو مرحله حتما شستشوی مناسب صورت شود.

مرحله آبکاری قلع

آبکاری قلع با دو نوع محلول الکترولیتی قلیایی یا اسیدی می تواند انجام شود. در هر دو نوع از حمام ابکاری باید نمکی از قلع در آب حل شود تا یون قلع در محلول پدیدار شود. الکترولیت های اسیدی شامل اسید هیدروفلوریک، اسید فنل سولفونیک و اسید فلوئوروبونیک می باشد و الکترولیت های قلیایی نیز بر پایه استانات سدیم یا پتاسیم و هیدروکسیدهای مربوطه می باشد. در محلول اسیدی از شدت جریان بیشتری استفاده می شود و در نتیجه آن مقدار رسوب بیشتری بر روی سطح مورد نظر می نشیند. همچنین در ابکاری قلع اسیدی پوشش حاصل یکنواخت تر از آبکاری قلیایی می باشد.

آبکاري قلع

لازم به ذکر است که پوشش های حاصل از آبکاری قلع با حمام الکترولیتی ، سبب ایجاد ظاهری مات یا کدر بر روی سطح مورد نظر می شوند. به منظور ایجاد براقیت، قطعات در حمام روغن داغ فرو برده می شوند. استفاده از این نوع حمام، سبب از بین رفتن خلل و فرج موجود در پوشش می شود. همچنین شایان ذکر است که با استفاده از یک محلول بسیار داغ کرومات قلیایی (حاوی تر کننده) ، می توان مقاومت در برابر خوردگی محصولات قلع اندود شده را بهبود بخشید.

فرآیندهای آبکاری قلع

سه نوع اصلی آبکاري قلع وجود دارد که هر کدام متکی بر رسوب محلول الکترولیتی قلع بر روی سطح یک جسم فلزی است. در ادامه به معرفی هر یک از این فرآیندها پرداخته شده است.

آبکاری بشکه ای

آبکاری بشکه ای معمولاً برای ابکاری قطعات کوچکتر استفاده می شود و مستلزم قرار دادن اجسام در یک ظرف مخصوص با نام بشکه می باشد. در این فرآیند بشکه در حالی که در محلول آبکاری الکترولیتی غوطه ور است، به آرامی می چرخد. آبکاری بشکه ای قلع بسیار مقرون به صرفه است، اگرچه تکمیل فرآیند آبکاری به زمان نسبتاً طولانی نیاز دارد.

آبکاری بشکه ای

آبکاری قفسه ای

آبکاری قفسه ای گزینه ای مناسب برای آبکاری قلع بر روی قطعات بزرگتر یا ظریف تر است که ممکن است برای فرآیند آبکاری بشکه مناسب نباشد. با آبکاری قفسه ای، اجسام را روی یک قفسه آویزان کرده و در محلول ابکاری غوطه ور می کنند. اگرچه ابکاری قفسه ای به نیروی کار بیشتری نیاز دارد و در نتیجه هزینه آن گران تر از آبکاری بشکه ای می شود، اما این نوع فرآیند کنترل بیشتری بر ضخامت آبکاری دارد و می تواند در دستیابی به حفره های عمیق درون جسم مؤثرتر عمل کند.

آبکاری قفسه ای

آبکاری ارتعاشی

آبکاری ارتعاشی برای قطعات ظریف استفاده می شود که شامل قرار دادن قطعات در سبدی مجهز به دکمه های فلزی است که حاوی محلول آبکاری الکترولیتی نیز می باشد. در این فرآیند از یک ژنراتور برای تولید یک عمل ارتعاش استفاده می شود که باعث حرکت قطعات و تماس با دکمه های فلزی می شود. آبکاری ارتعاشی معمولاً گرانترین شکل آبکاری قلع است و به فرآیند خشک کردن خاصی نیاز دارد که ممکن است باعث خم شدن قطعات شود.

آبکاری ارتعاشی

آبکاری با آلیاژهای قلع

با استفاده از آبکاری آلیاژی می توان خواص حاصل از فرآیند را تقویت کرد. آلیاژهای قلع شامل موارد زیر می باشند:

• آلیاژ سرب-قلع: استفاده از این آلیاژ در آبکاری قلع سبب لحیم پذیری عالی ، جلوگیری از برجستگی های سطحی و ایجاد پوششی نرم تر با یکنواختی بیشتر می شود.
• آلیاژ مس-قلع: از این نوع ابکاری به منظور کاهش اصطکاک در یاتاقان موتور استفاده می شود.
• آلیاژ قلع-نقره: انجام آبکاری قلع با آلیاژ نقره سبب بهبود مقاومت مکانیکی قطعه می شود و می توان از پوشش حاصل در دمای بیشتر از دمای محیط استفاده کرد.
• آلیاژ بیسموت-قلع: آبکاری با آلیاژ بیسموت-قلع برای کاربردهای دما پایین مناسب است. این نوع پوشش به دلیل قابلیت تر شوندگی خوبی که دارد، می تواند تا حدودی از تشکیل برجستگی های ریز جلوگیری کند.

تفاوت آبکاری قلع با نقره

رسوبات الکترود قلع عمدتاً برای اهداف کاربردی مانند ارائه سطح حفاظت شده یا مقاومت در برابر خوردگی برای طیف وسیعی از اقلام استفاده می شود. همانطور که گفته شد، قلع بسیار مقرون به صرفه است و معمولاً روی پوشش اولیه مس اعمال می شود. اما به منظور افزایش طول عمر محصول باید از آبکاری نقره استفاده کرد. نقره همچنین دمای ذوب و مقاومت در برابر خوردگی بسیار بالاتری نسبت به قلع دارد، اما قیمت آن نیز بسیار بیشتر است.

معایب آبکاری قلع

یکی از اشکالات احتمالی آبکاری قلع این است که در محافظت از مواد در برابر زنگ زدگی و خوردگی به اندازه آبکاری روی یا گالوانیزاسیون موثر نیست. هنگامی که فلز گالوانیزه آسیب دیده یا خراشیده می شود، روی با هوا واکنش می دهد و پوشش محافظ جدیدی تشکیل می دهد. هنگامی که فلز قلع اندود آسیب دیده یا خراشیده شود، فلز زیرین در معرض زنگ زدگی و خوردگی قرار می گیرد. قلع نیز یک فلز نسبتا نرم است که آن را بسیار مستعد آسیب می کند. این ماده در دمای بسیار سرد نمی تواند مقاومت کند و نباید در شرایط یخ زدگی استفاده شود.

هزینه آبکاری قلع

هزینه آبکاری قلع مانند سایر انواع ابکاری به سه عامل مواد اولیه ، نیروی کار و تجهیزات وابسته است. اما همانطور که در ابتدا ذکر شد، به دلیل ارزان و در دسترس بودن فلز قلع، به طور کلی ابکاری آن مقرون به صرفه است. با این حال ممکن است قیمت های متغیری در هزینه آبکاری قلع مشاهده شود. به عنوان مثال، متناسب با نوع قطعه و ضخامت پوشش درخواستی ممکن است هزینه آبکاری قلع متغیر باشد. همچنین انتخاب روش ابکاری قفسه ای، به دلیل نیاز به نیروی کار بیشتر، هزینه آبکاری قلع را افزایش می دهد.

پوشش قلع