آبکاری مس

علاوه بر آبکاری مس به طور مستقل ، می توان به عنوان پایه برای آبکاری نیکل ، قلع، طلا، نقره و یا پالادیم استفاده کرد. همچنین علاوه بر تشکیل لایه اکسیدی، لایه ای از نمک بازی بر روی سطح فلز ایجاد می شود که منجر به کاهش سرعت خوردگی می شود.

به طور کلی روش ابکاری مس به دو صورت الکترولیتی و غیرالکترولیتی انجام می شود که آبکاري الکترولیتی از محبوبیت بیشتری برخوردار است. به نحوی که آبکاری مس از طریق وان های الکترولیتی مختلف مانند اسید سولفوریک، الکتر‌ولیت فسفاته و الکتر‌ولیت پایه سیانید انجام می شود.

شفافیت آبکاری

پوشش شفاف در آبکاري مس معمولا از طریق اضافه کردن شفاف کننده به الکترولیت به دست می آید اما لازم به ذکر است که جلادهی مکانیکی درخشندگی بالایی را در رسوب الکتریکی ایجاد می کند. روش دیگر برای شفاف کردن پوشش نوع حمام در روش آبکاری است. به عنوان مثال در حمام های سیانیدی غلیظ قطع و وصل کردن جریان و یا معکوس کردن آن شفافیت پوشش را افزایش می دهد.

مراحل آبکاری مس

در فرآیند ابکاری مس یک حمام آبکاري ، آند، وان و کیسه آند نیاز است و مناسب با هدف ابکاری ، نوع حمام الکترولیت انتخاب می شود.

به منظور دستیابی به کیفیت مطلوب از انجام آبکاری مس ، لازم است سطحی که قرار است لایه مسي بر روی آن قرار بگیرد به خوبی تمیز باشد. وجود عوامی مانند گریس، چربی و رسوبات مختلف می تواند باعث ایجاد کیفیتی نامطللوب در فرآیند آبکاری شود.

در انجام فرآیند آبکاری مس برای آماده سازی سطح مورد نظر ضروری است که فرآیند های تمیزکاری ، آبکشی و فعال سازی انجام شود. از جمله فرآیند های متداول تمیزکاری می توان به تمیزکاری در الکترولیت قلیایی، زنگ زدایی قلیایی، چربی گیری توسط بخار و تمیزکاری حلالی اشاره کرد.

در فرآیند آبکاری مس ، فعال سازی معمولا با استفاده از اسید انجام می شود و عوامل آلی و غیر آلی، لایه های اکسیدی و … که به سطح چسبیده و در مراحل پاکسازی از بین نرفته است از سطح قطعات زدوده شوند. همچنین در فرآیند های قبل از آبکاری معمولا از اسید هیدروکلریک و اسید سولفوریک استفاده می شود.

در مرحله بعد برای انجام فرآیند ابکاری مس باید نوع وان الکترولیت مشخص شود. به منظور انجام فرآیند، ابتدا کاتد (سیم مثبت) متصل به منبع تغذیه توسط یک سوسماری به الکترود مس متصل می کرده و سپس بخش منفی یا آند را با سوسماری دیگر به جسمی که قرار است آبکاري شود، متصل می شود.

در مرحله بعدی آبکاری مس ، کاتد و آند را با فاصله درون الکترولیت ابکاری قرار می گیرند به طوری که هیچگونه برخوردی با یکدیگر نداشته باشند. سپس ولتاژ مورد نیاز، به وسیله یک منبع تغذیه اعمال می شود.

با گذشت زمان و اعمال ولتاژ، یون های مس جدا شده و به کمک وان ابکاری بر روی سطح مورد نظر می چسبند. در واقع واکنشی که داخل حمام رخ می دهد باعث حرکت یون از جایی به جای دیگر می شود و به این ترتیب فرآیند آبکاری مس با نشستن یون های مس بر روی جسم مورد نظر انجام می شود.

محلول آبکاری مس

محلول آبکاری مس شامل حمام های اسیدی و بازی می شود. محلول الکترولیتی پایه بازی می تواند حاوی وان الکتر‌ولیت فسفاته و الکتر‌ولیت پایه سیانید باشند که به منظور حصول لایه ای یکنواخت بر روی جسم مورد نظر، از محلول پایه سیانید استفاده می شود. لازم به ذکر است که سیانید یک ماده سمی بوده و کار با آن نیازمند مهارت و تجربه بالا می باشد.

همچنین از آنجایی که سیانید ماده ای خطرناک برای سلامتی انسان و محیط زیست است از این رو پیشنهاد می شود که از محلول غیر سیانیدی برای آبکاري مس استفاده شود. محلول های غیر سیانیدی شامل اسیدهای آمین و فسفات ها یا اسیدهای کربوکسیلیک می باشند که روند کار با آن راحت تر است.

محلول آبکاری مس حاوی حمام اسیدی ، از الکترولیت با قدرت اسیدیته بالا استفاده می شود. از این محلول بیشتر در کاربردهای زینتی استفاده می شود. در این روش، امکان ظریف کاری، پر کردن شیار ها و ایجاد سطح صاف وجود دارد. از اسید سولفوریک و هیدرات فلوئور بور مواد های شیمیایی در حمام اسیدی استفاده می شود. به دلیل اسیدی بودن محلول نباید از فلزاتی که در محیط اسیدی آسیب می بینند استفاده شود.

کنترل پساب فرآیند

کاهش و کنترل پساب حاصل از ابکاري مس امر مهمی است که باید به آن توجه شود. به منظور کاهش مواد شیمیایی و آب باقی مانده، در الکترولیت حاوی سیانید ابتدا سیانید از طریق عامل های اکسید کننده مانند کلرین و یا هیپوکلریت اکسید سبب رسوب فلزات سنگین می شود.

ابتدا پساب پیروفسفات حاصل از آبکاری مس ، در pH پایین طی فرآیند هیدرولیز (آبکافت) به ارتوفسفات تبدیل شده و سپس فلزات سنگین رسوب داده می شوند.

همچنین پساب های غیرسیانیدی آبکاري مس ، ابتدا میزان pH محلول الکترولیتی به درستی تنظیم می شود و سپس برای رسوب دادن مس به محلول کلرید کلسیم اضافه می شود. در پساب سولفات اسیدی و فلوبرات pH به گونه ای تنظیم می شود که موجب رسوب کردن مس شود.

آبکاری مس اسیدی

آبکاری مس اسیدی مس به منظور تصفیه الکتریکی و شکل دادن الکتریکی زیرلایه ابکاری نیکل و کروم و نیز غیر فلزات استفاده می شود. به دلیل اینکه دمای حمام های سیانیدی بالا است و ممکن است روی قطعات پلاستیکی اثر بگذارند، به همین منظور از ابکاري مس اسیدی که دما در آن کمتر است استفاده می شود.

در فرآیند آبکاری مس اسیدی از اسید سولفوریک استفاده می شود و پوششی براق با توان پرتاپ بالا و یکنواختی مناسب ایجاد می کند. همچنین پوشش حاصل علاوه بر نرم بودن و تنش داخلی کم، از مقاومت به خوردگی خوبی برخوردار است.

در آبکاری مس اسیدی باید توجه شود که از سولفات مس و اسید سولفوریک بدون آلودگی استفاده کرد و از مس فسفر دار به عنوان آند استفاده شود. همچنین لازم است قطعات آهنی قبل از ورود به مس اسیدی، توسط یک لایه نازک از مس سیانوری پوشش داده شوند اگر چه برای قطعات برنجی و فولادی لزومی به این کار نیست.

از جمله معایب آبکاری مس اسیدی می توان به توان پرتاب کم اشاره کرد. همچنین در پوشش هایی با ضخامت بیشتر از 25 میکرون، باید عمل صیقل دادن انجام شود.

در آبکاری مس اسیدی باید توجه شود که با افزایش اسید، توان پرتاب حمام افزایش می یابد و با افزایش سولفات مس این مقدار کاهش می یابد. همچنین برای پوشش های براق از حمام های با سولفات کم و برای پوشش های نیمه براق از حمام های با اسید سوفوریک کم استفاده می شود.

آبکاری ضخیم مس

به طور کلی ویژگی های حمام الکترولیت مس ، سرعت ابکاری را مشخص می کند. رسوب های ضخیم حاصل از آبکاری مس در مدت 20 دقیقه ضخامتی در حدود 2-3 میکرون ارائه می دهند. همچنین در این فرآیند دما به نسبت بالاست (55-35 درجه سانتیگراد).

رسوب های خیلی ضخیم ضخامتی در حدود 25-20 میکرون دارند که در مدت زمان طولانی تر در حدود 15 ساعت ایجاد می شوند. حمام ها در این نوع از ابکاری مس بر مبنای EDTA می باشد که لازم است استحکام و داکتیلیته، ساختار ریزدانه و تنش های کم داخلی در عمق این رسوب ثابت باقی بماند.

فرآیند آبکاری مس ضخیم ، در حمام های پروفسفات به منظور پوشش دهی پلاستیکی، قطعات مدار چاپی و … به کار می رود. این حمام قلیایی به دلیل سرعت خوب آبکاری ، در پوشش های ضخیمی که به عنوان محافظ به کار می روند نتیجه مشابه و یا حتی بهتر از حمام های سیانیدی دارد.

قیمت آبکاری مس

قیمت آبکاري مس تابع کیفیت نهایی محصول است به طوری که هرگونه تغییرات در نحوه ی آماده سازی و آبکاري ، اثرات قابل توجهی روی کیفیت پوشش الکتریکی مس می گذارد. برخی از این تغییرات حتی روی چسبندگی مس به فلز پایه نیز تاثیر می گذارد.

همچنین قیمت آبکاری مس تا حد زیادی به نوع تاسیسات و تجهیزات استفاده شده بستگی دارد. امروزه در کارگاه ها بیشترین هزینه معمولا به شفاف کننده ها و عوامل ترکننده مربوط می شود و در عملیات مخزنی نیروی کار بیشترین هزینه را به خود اختصاص داده است.