ชิ้นงานโลหะ เป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในหลายอุตสาหกรรม เนื่องจากมีคุณสมบัติแข็งแรง ทนต่อแรงเค้นและแรงดึงได้ดี อย่างไรก็ตาม โลหะก็มีข้อจำกัดสำคัญ คือสามารถเกิดสนิมหรือถูกกัดกร่อนจากสภาพแวดล้อมได้ง่าย การชุบเคลือบผิวโลหะ จึงมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มความทนทาน เสริมความสวยงาม รวมไปถึงยืดอายุการใช้งานของชิ้นงานโลหะ
ในบทความนี้ เราจะพาไปทำความรู้จักกับวิธีการชุบเคลือบพื้นผิวโลหะในรูปแบบต่าง ๆ พร้อมทั้งจุดเด่นและข้อดีของแต่ละวิธี รวมถึงประเภทของโลหะที่นิยมนำมาใช้ในการชุบเคลือบผิว
วิธีการชุบเคลือบผิวโลหะ มีกี่แบบ?
การชุบเคลือบผิวโลหะที่นิยมใช้งานในอุตสาหกรรมสามารถแบ่งออกเป็นประเภทหลัก ๆ ได้ดังนี้
การชุบเคลือบผิวโลหะด้วยไฟฟ้า (Electroplating)
การชุบผิวโลหะด้วยไฟฟ้า เป็นการใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อเคลือบโลหะชนิดหนึ่งบนพื้นผิวของวัสดุอีกชนิดหนึ่ง โดยนำวัสดุจุ่มลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ หรือสารละลายที่มีไอออนของโลหะ เมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้า ไอออนของโลหะจะเคลื่อนที่ไปจับกับผิววัสดุและเกาะติดบนพื้นผิวจนเกิดเป็นชั้นโลหะเคลือบ ซึ่งมีข้อดีคือชั้นเคลือบจะมีความสม่ำเสมอทั่วทั้งชิ้นงาน แม้ในบริเวณหรือมุมรูปทรงซับซ้อน
การชุบเคลือบผิวโลหะแบบไม่ใช้ไฟฟ้า (Electroless Plating)
การชุบเคลือบผิวโลหะแบบไม่ใช้ไฟฟ้า มีลักษณะการเคลือบพื้นผิวคล้ายคลึงกับการชุบแบบ Electroplating แต่แตกต่างกันตรงที่ใช้ปฏิกิริยารีดอกซ์ ซึ่งเป็นการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนระหว่างไอออนของโลหะในสารละลายกับสารรีดิวซ์ เมื่อไอออนของโลหะได้รับอิเล็กตรอน จะเปลี่ยนสถานะเป็นอะตอมของโลหะ และเกาะติดบนพื้นผิวของวัสดุจนเป็นสารเคลือบ โดยวิธีนี้ยังสามารถเคลือบวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้าได้ เช่น พลาสติก
การชุบเคลือบผิวโลหะแบบจุ่ม (Immersion Plating)
วิธีการชุบเคลือบผิวโลหะแบบจุ่ม คือการนำวัสดุโลหะจุ่มลงในสารละลายหรือของเหลวซึ่งมีคุณสมบัติในการเพิ่มความทนทาน หรือทำให้พื้นผิวมีความสวยงาม เมื่อนำชิ้นงานโลหะขึ้นมา สารเคลือบจะติดอยู่บนพื้นผิว โดยวิธีที่นิยมใช้งานอย่างแพร่หลาย และมีประสิทธิภาพในการป้องกันสนิมมากที่สุดคือ การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน (Hot-dip galvanizing) ซึ่งเหมาะกับชิ้นงานรูปร่างซับซ้อน อีกทั้งยังสามารถชุบซ้ำเพื่อเพิ่มความหนาของชั้นเคลือบโลหะได้ตามต้องการ
การชุบเคลือบผิวโลหะด้วยวิธีการอื่น ๆ (Other Plating Methods)
นอกเหนือจากสามวิธีข้างต้นแล้ว ยังมีวิธีอื่น ๆ ในการเคลือบผิวโลหะ อาทิ Physical Vapor Deposition (PVD) คือกระบวนการเคลือบผิววัสดุโดยการทำให้วัสดุเคลือบ เช่น โลหะ ระเหยเป็นไอในสภาวะสุญญากาศ แล้วไอเหล่านั้นจะควบแน่นและเกาะติดบนพื้นผิวของชิ้นงาน หรือ การพ่นเคลือบด้วยพลาสมา (Plasma Spray Coating) เป็นกระบวนการเคลือบผิวด้วยความร้อนโดยใช้เปลวพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูง เพื่อหลอมวัสดุเคลือบ แล้วพ่นด้วยความเร็วสูงลงบนพื้นผิวชิ้นงาน ทำให้เกิดชั้นเคลือบที่มีคุณสมบัติเฉพาะ เป็นต้น
วัสดุที่นิยมใช้ในการชุบเคลือบผิวโลหะ
วัสดุที่ใช้ในการชุบเคลือบผิวโลหะ มีคุณสมบัติหลักในการป้องกันสนิมและเพิ่มความสวยงามให้กับชิ้นงาน โดยนิยมใช้ธาตุโลหะต่าง ๆ ในการเคลือบผิว ดังนี้
สังกะสี (Zinc)
สังกะสี เป็นโลหะที่ได้รับความนิยมสำหรับงานเคลือบผิว เนื่องจากมีลักษณะพื้นผิวเงางาม มีคุณสมบัติในการสลายตัวแทนชั้นเนื้อโลหะเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของเหล็กและเหล็กกล้าได้ดีเยี่ยม มีต้นทุนต่ำ สามารถชุบได้หลายวิธี เช่น การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน (Hot-dip galvanizing) หรือการชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้า (Electrogalvanizing)
มักใช้ในงาน: โครงสร้างเหล็ก, สกรู, นอต, ชิ้นส่วนยานยนต์, รางเดินสายไฟฟ้า, กล่องดึงสายไฟ
นิกเกิล (Nickel)
นิกเกิลเป็นโลหะที่มีคุณสมบัตินำไฟฟ้าได้ดี อีกทั้งยังมีความแข็งแรง ทนทานต่อสารเคมีประเภทด่าง เกลือ และกรดเจือจางบางชนิดได้ดี จึงมักนิยมใช้งานที่ต้องการความสวยงาม เงางาม หรือในผลิตภัณฑ์บางประเภทซึ่งอาจมีการสัมผัสกับร่างกาย
มักใช้ในงาน: เครื่องประดับต่าง ๆ เช่น ต่างหู สร้อยคอ, ชิ้นส่วนแผงวงจรไฟฟ้า, เครื่องมือทางการแพทย์ต่าง ๆ
โครเมียม (Chromium)
โครเมียมเป็นโลหะที่มีความเรียบเนียน เงางาม เมื่อใช้ในการชุบเคลือบผิวโลหะจะทำให้ได้พื้นผิวเรียบลื่น ฝุ่นหรือสิ่งสกปรกเกาะติดได้ยาก รวมถึงสามารถทนทานต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อการสึกหรอ จึงตอบโจทย์การใช้งานในอุตสาหกรรมยานยนต์หรืออุตสาหกรรมด้านการบินและอวกาศโดยเฉพาะ
มักใช้ในงาน: การผลิตตัวถัง กันชน ล้อรถ ชิ้นส่วนตกแต่งรถยนต์, โครงสร้างและเครื่องยนต์ของเครื่องบิน, เครื่องประดับบางชนิด
ทองแดง (Copper)
ทองแดงเป็นโลหะที่มีคุณสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้าและความร้อนได้ดี อีกทั้งยังมีต้นทุนไม่สูงมากนัก จึงนิยมนำมาใช้ในการชุบเคลือบผิวโลหะสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า นอกจากนี้ ทองแดงยังให้โทนสีอบอุ่น สวยงาม เป็นเอกลักษณ์ จึงมักถูกนำมาใช้ในการชุบผิวเครื่องประดับเพื่อเพิ่มความหรูหรา
มักใช้ในงาน: ชิ้นส่วนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์, สายไฟ, สายเคเบิล, แผงวงจรพิมพ์ (PCB), คอยล์แอร์
ดีบุก (Tin)
ดีบุก ถือเป็นโลหะที่มีความปลอดภัยสูง ไม่เป็นพิษต่อร่างกาย มีความต้านทานต่อการกัดกร่อนจากน้ำ ความชื้น รวมไปถึงสารเคมีบางชนิด จึงได้รับความนิยมในการใช้งานเคลือบผิวในอุตสาหกรรมอาหาร อีกทั้งยังมีจุดหลอมเหลวต่ำ ทำให้มักนำมาใช้ผสมกับตะกั่วเพื่อช่วยในการบัดกรีแผงวงจรไฟฟ้า
มักใช้ในงาน: กระป๋องบรรจุอาหาร, ตะกั่วบัดกรีสำหรับเคลือบแผงวงจรไฟฟ้า, แผ่นดีบุกสำหรับห่อหุ้ม
ทอง (Gold)
ทอง เป็นวัสดุที่มีสีสันสวยงาม สามารถต้านทานต่อการกัดกร่อนและสภาพแวดล้อมได้ดีเยี่ยม ไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศ จึงไม่หมองคล้ำหรือเกิดสนิม อีกทั้งยังนำไฟฟ้าได้ดี จึงมักใช้ในการชุบเคลือบผิวโลหะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งต้องการความทนทานในการใช้งานสูง หรืองานเครื่องประดับราคาสูง
มักใช้ในงาน: เคลือบขั้วต่อ แผงวงจร หรือชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ, เคลือบเครื่องประดับเพื่อเพิ่มความสวยงามและมูลค่า
เงิน (Silver)
วิธีการชุบเคลือบผิวโลหะด้วยเงิน สามารถพบได้บ่อยในหลากหลายอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอุตสาหกรรมด้านไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากเงินสามารถนำไฟฟ้าได้ดีที่สุด นอกจากนี้ เงินยังมีสีขาวเงา ซึ่งสะท้อนแสงได้ดีมาก ทำให้เหมาะสำหรับการเคลือบผิวในงานเครื่องประดับซึ่งต้องการความสวยงามเป็นพิเศษ
มักใช้ในงาน: เครื่องประดับชุบเงิน, เครื่องมือทางการแพทย์, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์, กระจกสะท้อนแสง
โรเดียม (Rhodium)
โรเดียมเป็นสารที่มีความสวย เงางาม มีความแข็งสูง ทำให้ผิวเคลือบโรเดียมมีความทนทานต่อรอยขีดข่วนและการสึกหรอได้ดีเยี่ยม อีกทั้งยังมีจุดหลอมเหลวที่สูงมาก จึงสามารถทนต่อความร้อนได้ดี นิยมใช้เพื่อชุบเคลือบชิ้นส่วนรถยนต์บางประเภท หรืองานเครื่องประดับ เป็นต้นมักใช้ในงาน: ชุบเครื่องประดับทองคำขาว, เครื่องประดับเงิน, เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ต้องทนต่อสารเคมี
การชุบเคลือบผิวโลหะจึงเป็นอีกหนึ่งวิธีในการเพิ่มความแข็งแรง ทนทาน ให้กับชิ้นงานโลหะได้เป็นอย่างดี ซึ่งวิธีการชุบโลหะซึ่งได้รับความนิยมสำหรับการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าอย่างรางเดินสายไฟ Cable Tray ราง Cable Ladder หรือ Pull Box คือ การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน หรือ Hot-Dip Galvanizing ซึ่งจะช่วยป้องกันสนิม และช่วยให้ชิ้นงานทนทานกับทุกสภาพแวดล้อม มีอายุการใช้งานยาวนานยิ่งขึ้น
KJL ผู้ผลิตและจัดจำหน่ายนวัตกรรมไฟฟ้า ไม่ว่าจะเป็น ตู้ไฟสวิตช์บอร์ด รางวายเวย์ รางเคเบิ้ลเทรย์ รางเคเบิ้ลแลดเดอร์ กล่องดึงสาย ซึ่งผลิตด้วยเทคโนโลยีและเครื่องจักรที่ทันสมัย ควบคุมด้วยระบบ CNC เพื่อให้ได้ชิ้นงานที่สวยงาม แม่นยำ ไม่มีตำหนิ เลือกได้ทั้งแบบพ่นสีฝุ่น Electrostatic Powders Coating หรือแบบชุบฮอตดิปกัลวาไนซ์ที่ความหนาเฉลี่ย 45-60 ไมครอน อ้างอิงมาตรฐาน ASTM A123 / A123M สวยงาม ทนทาน ป้องกันสนิมได้ดี ตอบโจทย์งานไฟฟ้าทั้งภายในและภายนอกอาคาร
