לבסוף, מישהו הסביר בבירור את שבעת סוגי תהליכי טיפול פני השטח.

במגזרים כגון ייצור מכני, הנדסת רכב, מוצרי אלקטרוניקה וחלל, טיפולים הנדסיים משטחים המיושמים לחומרי בסיס קובעים ישירות את הביצועים והאמינות של הרכיבים-בשירות.

עבור אותו חומר בסיס, תהליכי טיפול שונים במשטח יכולים לגרום להבדלים בסדרי גודל לגבי עמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני שחיקה, מוליכות חשמלית ואפילו איכות אסתטית.

לכן, המהות של טיפול פני השטח טמונה לא רק בשיפור המראה, אלא ביצירת שכבת פני השטח פונקציונלית להשגת שיפור ביצועים ממוקד מבלי לשנות באופן משמעותי את המאפיינים המכניים בתפזורת של המצע.

אין תהליך בודד מטבעו עדיף על אחר; ההתאמה תלויה לחלוטין במצע הספציפי, מבנה הרכיב, התפקוד המיועד וסביבת ההפעלה. הבנה אמיתית של טיפול פני השטח מחייבת הסתכלות מעבר לשם התהליך כדי להבין כיצד נוצר הציפוי, הבעיות העיקריות בהן הוא מטפל וכל סיכונים פוטנציאליים חדשים שהוא עלול להכניס.

I. ציפוי אלקטרו: הנחת ציפוי מתכת על משטח המצע

ציפוי אלקטרו הוא תהליך המנצל שדה חשמלי זרם ישר (DC) חיצוני כדי לגרום לתגובת הפחתה של יוני מתכת מתמיסת הציפוי על פני הקתודה, וכתוצאה מכך לשקיעה של ציפוי מתכת או סגסוגת.

חומר העבודה המיועד לציפוי משמש בדרך כלל כקתודה, בעוד שהאנודה עשויה להיות אנודה מתכת מסיס או אנודה בלתי מסיסה. בנוסף למלחי מתכת, תמיסת הציפוי מכילה בדרך כלל תוספים כגון חומרי קומפלקס, חוצצים, מלחים מוליכים וחומרי הבהרה.

[תְמוּנָה]
ציפויים נפוצים כוללים: ציפוי אבץ, ציפוי סגסוגת אבץ-, ציפוי ניקל, ציפוי נחושת, ציפוי כרום, ציפוי כסף, ציפוי זהב ומערכות מרוכבות (כגון ניקל ללא חשמל ואחריו ציפוי אלקטרולי).

תהליכי חיסול ממלאים פונקציות שונות. לדוגמה, ציפוי אבץ משמש בעיקר להגנה מפני קורוזיה של חלקי פלדה וברזל; ציפוי ניקל מציע שילוב של הגנה, עמידות בפני שחיקה ומשיכה דקורטיבית; ציפוי נחושת משמש לעתים קרובות עבור שכבות בסיס, מוליכות, או כשכבת ביניים עבור ציפוי שלאחר מכן; ציפוי זהב וכסף משמשים לעתים קרובות למגעים חשמליים ולגימורים דקורטיביים ברמה גבוהה-; וציפוי כרום קשיח משמש בדרך כלל לעמידות בפני שחיקה ושיקום מימדים.

1. זרימת תהליך טיפוסית

ציפוי האלקטרולי כולל בדרך כלל שלושה שלבים.

טיפול-קדם: הסרת שומנים ← שטיפת מים ← הסרת חלודה או כבישה ← שטיפת מים ← הפעלה ← קדם-ציפוי או ציפוי שכבת בסיס-(במידת הצורך).

טיפול-קדם קובע ישירות את ההידבקות של הציפוי. שאריות שמן, אבנית תחמוצת, חלודה או תרכובת ליטוש על פני המצע עלולים להוביל לפגמים כגון שלפוחיות, חורים וקילוף מקומי של הציפוי. יש לציין שפסיבציה היא בדרך כלל טיפול שלאחר-ציפוי ולא שלב סטנדרטי בתהליך-הקדם עבור ציפוי רגיל. בעוד שמצעים מסוימים עוברים תהליכי המרה או הפעלה ספציפיים, "פסיבציה לאחר כבישה" לא יכולה להיחשב כהליך אוניברסלי עבור כל פעולות האלקטרוניקה.

ציפוי ראשי: הציפוי מופקד בהתאם למפרטים על ידי שליטה בפרמטרים כגון צפיפות זרם, טמפרטורת אמבטיה, ערך pH, ריכוז יוני מתכת, תכולת תוספים וערבול.

לאחר-טיפול: שטיפת מים ← פסיבציה או איטום ← ייבוש ← בדיקה ← אריזה.

חלקים מצופים -אבץ עוברים לעתים קרובות פסיבציה של כרום תלת ערכי, פסיבציה ללא- כרום או טיפולי איטום כדי לשפר עוד יותר את עמידות בפני קורוזיה.

מצעי פלסטיק, כגון ABS, אינם יכולים לעבור ציפוי סטנדרטי ישירות; הם דורשים בדרך כלל חיספוס, רגישות, הפעלה והשקעת כימיקלים כדי ליצור שכבת משטח מוליכה לפני המשך לשלבי ציפוי אלקטרוני.

2. נקודות עיקריות לבקרת איכות

איכות ציפוי אלקטרו מושפעת בדרך כלל מהפרמטרים הבאים:

צפיפות זרם;
משך הציפוי;
טמפרטורת אמבטיה;
ערך pH;
ריכוזי יוני מתכת ותוספים;
כיוון מתלה של חלקי העבודה;
מרחק האנודה-ל-קתודה;
סינון וערבול אמבטיה;
מצב פני השטח של המצע.

חלקים בעלי גיאומטריות מורכבות, חורים עמוקים או שקעים מועדים לבעיות כגון עובי ציפוי מוגזם בקצוות וציפוי לא מספיק בחורים עמוקים עקב חלוקת זרם לא אחידה. בעיות אלו דורשות פתרונות כגון שימוש באנודות עזר, לוחות מיגון, עיצוב מתלים אופטימלי או שיפורים בכוח ההשלכה של אמבט הציפוי.

3. יתרונות וסיכונים עיקריים

היתרונות של ציפוי אלקטרוני טמונים במגוון הרחב של סוגי הציפוי הזמינים, המסוגלים לעמוד בו זמנית בדרישות של עמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני שחיקה, מוליכות חשמלית, יכולת הלחמה ומשיכה דקורטיבית, עם עובי ציפוי מתכוונן הנעים בין כמה מיקרומטרים לעשרות מיקרומטרים.

הסיכונים העיקריים כוללים:

שלפוחיות וקילוף הנגרמות כתוצאה מטיפול מקדים- לקוי;
עובי ציפוי לא אחיד;
נקבוביות וחורים;
כיסוי לא מספיק על משטחים פנימיים של מבנים מורכבים;
שבירות מימן בפלדה בעלת חוזק- גבוה בעקבות כבישה וציפוי אלקטרוני;
לחצים סביבתיים הקשורים למתכות כבדות, שפכים ותחזוקת אמבטיה.

בפרט, עבור מחברי פלדה, קפיצים ורכיבים נושאי עומס-בעלי חוזק גבוה, יש להעריך את הסיכון להתפרקות מימן, וטיפול בהקלה במימן חייב להתבצע באופן מיידי בהתאם לדרישות הרלוונטיות. II. אנודיזציה: גידול סרט תחמוצת על מצע האלומיניום

אנודיזציה משמשת בעיקר לאלומיניום וסגסוגות אלומיניום, אם כי ניתן ליישם אותו גם על מתכות ספציפיות כמו טיטניום ומגנזיום.

ההבדל העיקרי בין אילגון לציפוי אלקטרוני הוא שציפוי אלקטרוני כרוך בהפקדת מתכת חיצונית על פני המצע, בעוד שהאילגון גורם למתכת הבסיס עצמה לעבור חמצון אלקטרוכימי, ויוצר סרט תחמוצת שהוא אינטגרלי למצע.

[תְמוּנָה]
סרטי אנודייז על סגסוגות אלומיניום מורכבים בעיקר מתחמוצת אלומיניום ומציעים תכונות כגון עמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני שחיקה, בידוד חשמלי ומשיכה דקורטיבית.

1. זרימת תהליך טיפוסית

רצף תהליכים נפוץ כולל: מתלה ← הסרת שומנים ← שטיפת מים ← תחריט אלקליני או ליטוש כימי ← שחרור (הבהרה) ← שטיפת מים ← אנודיזציה ← שטיפת מים ← צביעה או צביעה אלקטרוליטית ← איטום ← בדיקה.

לא כל המוצרים דורשים תחריט אלקליין, צביעה או ליטוש כימי; שלבים אלה נבחרים על סמך מראה ספציפי ודרישות פונקציונליות.

לסרטי אנודייז שנוצרו טריים יש מבנה נקבובי הסופג בקלות צבעים ומזהמים; לכן, בדרך כלל נדרש שלב איטום. איטום מפחית את הנקבוביות, ובכך משפר את העמידות בפני קורוזיה ויציבות הצבע.

2. אנודיזציה קונבנציונלית לעומת אילגון קשה

אילגון קונבנציונלי משמש בעיקר עבור:

הגנה כללית;
צביעה דקורטיבית;
בתי אלקטרוניקה לצרכן;
פרופילי אלומיניום אדריכליים;
מכשירים ורכיבים מבניים.
עובי הסרט נע בדרך כלל בין כמה מיקרון למעל עשרים מיקרון, כאשר דרישות ספציפיות נקבעות לפי תקני המוצר.

אילגון קשה משתמש בטמפרטורות אמבט נמוכות יותר וצפיפות זרם גבוהה יותר כדי לייצר שכבת סרט עבה וקשיחה יותר. הוא משמש בעיקר עבור:

בוכנות;
מסילות מנחים;
צילינדרים;
רכיבים הידראוליים;
חלקי סגסוגת אלומיניום בעלי עמידות-לבלאי- גבוהה.
סרטי אנודייז קשיחים הם בדרך כלל קשים מאוד אך שבירים יחסית; הם לא יכולים פשוט להחליף את החוזק המבני של חומר הבסיס עצמו.

3. סיכוני איכות עיקריים

גורמים קריטיים לניטור במהלך האנודיז כוללים:

כיתה סגסוגת אלומיניום ומיקרו-מבנה;
פגמים פני השטח בחומרי גלם;
אחידות של-טיפול מקדים;
טמפרטורת וריכוז האמבטיה;
צפיפות זרם;
משך האנודיזציה;
מגע מתלים;
תנאי צביעה;
איכות איטום. סגסוגות אלומיניום שונות מכילות רמות שונות של יסודות סגסוגת כגון נחושת, סיליקון ומגנזיום; כתוצאה מכך, הבדלים משמעותיים עשויים להיווצר בצבע, ברק ובאחידות הציפוי לאחר החמצון. לכן, השגת דרישת צבע ספציפית מסתמכת לא רק על נוסחת הצבע אלא גם על שליטה על קבוצות חומרים, חספוס פני השטח ותנאי -הקדם לטיפול.

סרטי אנודייז צומחים פנימה לתוך המצע תוך התרחבות כלפי חוץ, וכתוצאה מכך גידול ממדי. עבור חורים, משטחי התאמה וחוטים מדויקים, יש לקחת בחשבון את ההשפעה של עובי הסרט במהלך שלבי התכנון והעיבוד.

III. ציפוי ריסוס: הקמת מחסום מגן ודקורטיבי באמצעות ציפויים אורגניים

ציפוי ריסוס תעשייתי הוא תהליך של יישום אחיד של ציפוי נוזלי או אבקה על משטח חומר עבודה ויצירת סרט ציפוי מתמשך באמצעות אידוי ממס, תגובה כימית או ריפוי בחום.

[תְמוּנָה]
לציפוי ריסוס מגוון רחב של יישומים, כולל:

מבני פלדה;
גופי רכב ורכיבים;
ציוד מכני;
בתי מכשירי חשמל ביתיים;
מוצרי סגסוגת אלומיניום;
ריהוט ורכיבים אדריכליים.
אין לראות בציפוי ריסוס רק שלב "צביעה". הגורמים שבאמת קובעים את תוחלת החיים של הציפוי הם לעתים קרובות-טיפול מקדים, מערכת הפריימר, בקרת עובי הסרט ודרגת הריפוי.

1. ציפוי ריסוס נוזלי לעומת ציפוי אבקה

ציפוי ריסוס נוזלי משתמש בציפויים המכילים ממיסים, מים או שרפים תגובתיים, המאפשרים היווצרות של מערכות רב-שכבתיות הכוללות פריימר, שכבת ביניים ושכבת עליון.

היתרונות כוללים:

מגוון רחב של סוגי ציפוי;
שליטה גמישה על מראה וצבע;
יכולת להשיג ציפויים דקים יותר או דקורטיביים במיוחד;
מערכות מסוימות יכולות להתרפא בטמפרטורות סביבה או נמוכות.
החסרונות כוללים יצירת פוטנציאל של תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs) ודרישות מחמירות לגבי תאי ריסוס, הגנה מפני פיצוץ, אוורור וטיפול בגזי פליטה.

ציפוי אבקה משתמש בכוחות אלקטרוסטטיים כדי למשוך אבקה אל משטח העבודה, ולאחר מכן חימום כדי להמיס, ליישר ולרפא את האבקה לציפוי.

היתרונות כוללים:

שיעור ניצול ציפוי גבוה;
בדרך כלל ללא ממסים מסורתיים;
ציפויים עבים יותר;
עמידות גבוהה בפני פגיעות והגנה מפני קורוזיה;
התאמה לייצור המוני אוטומטי.
עם זאת, ציפוי אבקה דורש בדרך כלל טמפרטורות ריפוי גבוהות יותר; לכן, חיוני לוודא שהמצע והרכיבים המורכבים יכולים לעמוד בתהליך התרמי. 2. זרימת תהליך טיפוסית

ציפוי חלקי מתכת כולל בדרך כלל: הסרת שומנים ← הסרת חלודה או התזת חול ← טיפול המרה ← שטיפת מים ← ייבוש ← יישום פריימר ← פילוס או הבזק- ← יישום ציפוי עליון או אבקה ← אשפרה ← בדיקה.

עבור מבני פלדה, ייתכן שיידרש ניקיון בהתזת חול כדי להגיע לתקן Sa 2.5, אם כי זו אינה דרישה אוניברסלית עבור כל המוצרים המצופים. מתכת דקה, חלקים מגולוונים ורכיבי סגסוגת אלומיניום עשויים לעבור פוספטציה, טיפול בזירקוניום, טיפול בסילאן או טיפולים מקדימים-כימיים אחרים.

3. נקודות עיקריות לבקרת איכות

תהליכי ציפוי דורשים בקרה קפדנית על:

ניקיון פני השטח;
חספוס פני השטח;
איכות ציפוי המרה;
צמיגות הציפוי ותכולת מוצקים;
מרחק וזווית אקדח ריסוס;
לחץ האטומיזציה;
מתח אלקטרוסטטי;
עובי סרט רטוב ויבש;
זמן פילוס;
טמפרטורת חומר העבודה וזמן ריפוי בפועל.
בקרת אשפרה לא צריכה להסתמך רק על הטמפרטורה המוגדרת של התנור; יש לאמת את טמפרטורת המתכת האמיתית של חומר העבודה כדי להבטיח שהיא נופלת בתוך חלון הריפוי שצוין של הציפוי.

פגמים נפוצים כוללים:

מכתשים;
קליפת תפוז;
שקיעה/ריצות;
תכלילים של חלקיקים/לכלוך;
חרירים;
חשיפת מצע (חגים);
הידבקות לא מספקת;
חוסר עקביות בצבע וברק;
תחת-ריפוי או-ריפוי יתר.

IV. ציפוי אלקטרופורטי: יצירת סרט פריימר אחיד באמצעות שדות חשמליים

ציפוי אלקטרופורטי הוא תהליך שבו חומר מוליך טובל באמבט אלקטרופורטי מימי; שדה חשמלי של זרם ישר (DC) גורם לשרף וחלקיקי פיגמנט טעונים לנדוד ולהתפקד, ויוצרים סרט ציפוי.

תעשיית הרכב משתמשת באופן נרחב באלקטרופורזה קתודית, בעיקר כדי לספק שכבת פריימר אחידה, רציפה ועמידה בפני-קורוזיה עבור מרכבי רכב ורכיבי מתכת.

תְמוּנָה
בהשוואה לריסוס קונבנציונלי, יתרון עיקרי של אלקטרופורזה הוא "כוח ההשלכה" המעולה שלה, המאפשר לה לצפות סדקים, חללים פנימיים וגיאומטריות מורכבות שקשה להגיע לאקדחי ריסוס.

1. תהליך יצירת סרט באלקטרופורזה קתודית

תהליך האלקטרופורזה הקתודית כרוך בפעולות בו-זמניות הבאות:

נדידה כיוונית של חלקיקי ציפוי טעונים;
תגובות אלקטרוכימיות על משטח העבודה;
אובדן מסיסות מים ותצהיר של השרף;
התייבשות וצפיפות של הסרט הרטוב. כאשר שכבת הציפוי נוצרת בהדרגה, ההתנגדות החשמלית עולה וקצב השקיעה יורד; כתוצאה מכך, הציפוי האלקטרופורטי מפגין מידה של התנהגות-ת מגבילה את עצמה, אשר מקלה על היווצרות של עובי ציפוי אחיד.

2. זרימת תהליך טיפוסית

זרימת תהליך נפוץ היא: הסרת שומנים ← שטיפת מים ← מיזוג פני השטח או טיפול המרה ← שטיפת מים מפושטים ← אלקטרופורזה ← שטיפת התאוששות אולטרה-מסננת ← שטיפת מים מפושטים ← אפייה/אשפרה ← בדיקה.

טיפול-קדם לפני אלקטרופורזה הוא קריטי. אם על משטח העבודה יש ​​שמן, חלודה, אבנית טחינה או פגמים בציפוי ההמרה, עלולות להתרחש בעיות עוקבות כגון מכתשים, חורים, הידבקות לקויה וקורוזיה מוקדמת.

3. פרמטרים וסיכונים מרכזיים

גורמים מרכזיים הדורשים שליטה כוללים:

תכולת מוצקי אמבטיה;
ערך pH;
מוֹלִיכוּת;
טמפרטורת אמבטיה;
זמן מתח ואנרגיה;
שיטת כניסת חלקי עבודה;
מצב מערכת האנודה;
מערכת אולטרה סינון;
טמפרטורת וזמן האפייה;
עובי סרט צבע.
אלקטרופורזה מתאימה בעיקר לחלקי עבודה המוליכים חשמלית ויכולים לעמוד בטמפרטורות אפייה. לא ניתן לעבד פלסטיק לא-מוליך ישירות באמצעות שיטות אלקטרופורזה סטנדרטיות.

בעיות נפוצות כוללות:

עובי סרט לא מספיק או מוגזם;
חדירת ציפוי לא מספקת בחללים פנימיים;
חרירים ומכתשים;
תכלילים של חלקיקים;
סימני אלקטרופורזה;
סימני מגע של ג'יג;
תחת-ריפוי;
קורוזיה שמקורה בקצוות, בתפרי ריתוך ובאזורים פגיעים בתוך חללים פנימיים.

V. חמצון מיקרו-קשת: יצירת ציפוי קרמי על משטחי סגסוגת קלה

חמצון מיקרו-קשת, הידוע גם בשם חמצון אלקטרוליטי בפלזמה, הוא תהליך המנצל תנאי מתח גבוהים- כדי לגרום לפריקות מיקרו- על פני השטח של מתכות שסתומים (כגון אלומיניום, מגנזיום וטיטניום). הוא יוצר ציפוי תחמוצת קרמי- באמצעות שילוב של תגובות אלקטרוכימיות, תרמוכימיות ופלזמה.

תְמוּנָה
בהשוואה לאלגון קונבנציונלי, חמצון מיקרו-קשת כרוך בהפרשות מיקרו-קשת, וכתוצאה מכך ציפוי בעל מאפיינים קרמיים בולטים יותר; זה בדרך כלל מניב קשיות מעולה, עמידות בפני שחיקה ועמידות בחום. 1. זרימת תהליך טיפוסית

בדרך כלל כולל: הסרת שומנים וניקוי ← מתלים ← טבילה באלקטרוליט ← מתח מתח או אספקת חשמל דופק ← חמצון מיקרו-קשת ← שטיפת מים ← איטום או טיפול מרוכב ← בדיקה

תהליך הליבה כולל:

היווצרות של סרט תחמוצת דק על פני המצע;
התמוטטות דיאלקטרי מקומית של הסרט עם עליית המתח;
יצירת טמפרטורה גבוהה מיידית ולחץ גבוה באמצעות מיקרו-פריקות;
חמצון של מתכת המצע ותגובה עם רכיבי אלקטרוליט;
פירוק מתמשך, התכה, קירור וצמיחה של שכבת הציפוי.
2. מבנה ציפוי ומאפיינים

ציפוי חמצון מיקרו-קשת מורכב בדרך כלל מ:

שכבה צפופה בצמוד למצע;
שכבת ביניים תפקודית;
שכבה חיצונית יחסית רופפת ונקבוביה.
מיקרו-נקבים בשכבה החיצונית עלולים להשפיע על עמידות בפני קורוזיה; לכן, יישומים הדורשים עמידות גבוהה בפני קורוזיה מחייבים לעתים קרובות איטום, אלקטרופורזה, צביעה או טיפולים מרוכבים אחרים.

התהליך מתאים ל:

רכיבי סגסוגת קלה לתעופה וחלל;
חלקי מנוע ותיבת הילוכים לרכב;
רכיבי אלומיניום וסגסוגת מגנזיום עמידים ללבוש-;
חלקים מבניים לציוד אלקטרוני;
מכשירים רפואיים מסוימים ורכיבים פונקציונליים מיוחדים.
3. מגבלות עיקריות

המגבלות העיקריות של חמצון מיקרו-קשת כוללות:

מתח גבוה וצריכת אנרגיה;
עלויות השקעה גבוהות בציוד;
זמני עיבוד ארוכים יחסית;
חספוס פני השטח גבוה בדרך כלל מזה של אילגון רגיל;
אפשרויות צבע מוגבלות;
רגישות לאבלציה בפינות חדות ואזורים של ריכוז שדה חשמלי;
השפעה פוטנציאלית של ציפויים עבים על מידות וביצועי עייפות.

לכן, הבחירה בחמצון מיקרו-קשת לא צריכה להתבסס רק על "קשיות גבוהה"; יש לקחת בחשבון גם גורמים כגון חספוס פני השטח, דרישות איטום, שינויים במידות והרכבה לאחר מכן.

VI. ציפוי ואקום PVD: שקיעה של סרטים דקים פונקציונליים בקנה מידה של מיקרון-בוואקום

PVD הוא מונח כללי ל-Physical Vapor Deposition. זה כרוך בהפקדת אטומים או יונים מחומר מטרה על פני השטח של חומר עבודה כדי ליצור סרט דק בתוך סביבת ואקום, תוך שימוש בשיטות כגון אידוי, קיבוע או ציפוי יונים בקשת.

ציפוי PVD נפוצים כוללים:

פַּח;
TiCN;
TiAlN;
CrN;
AlCrN;
DLC;
ציפוי מתכת או סגסוגת דקורטיביים.

PVD מיושם בעיקר בשני תחומים עיקריים. ציפויים קשיחים פונקציונליים: משמש עבור כלי חיתוך, תבניות וחלקים עמידים לבלאי-; המטרות העיקריות הן להגדיל את קשיות פני השטח, להפחית את החיכוך ולהאריך את חיי השירות.
ציפויים דקורטיביים: משמש עבור שעונים, חומרה, אביזרי אמבטיה, טלפונים ניידים ומוצרי צריכה-יוקרתיים; המטרות העיקריות הן להשיג מרקם מתכתי, צבעים ספציפיים וגימור עמיד- בפני שחיקה.
1. זרימת תהליך טיפוסית

ניקוי מדויק ← מתקן ← פינוי ואקום ← חימום וסילוק גז ← ניקוי או תחריט יונים ← השקיעה ← קירור ← בדיקה

הניקיון של חומר העבודה משפיע באופן משמעותי על הידבקות הציפוי. שאריות שמן, משחת ליטוש, שכבות תחמוצת או לחות על פני השטח עלולים להוביל לדלמינציה מקומית של הציפוי.

2. מאפייני תהליך PVD

ציפויי PVD נעים בדרך כלל בין שבריר של מיקרון למספר מיקרונים בעובי והם בעלי המאפיינים הבאים:

שכבות ציפוי דקות;
קשיות גבוהה;
השפעה מינימלית על מידות;
מרקם משטח מעולה;
יכולת לציפויים מרובי-שכבות או שיפועים;
תהליך נקי יחסית.
עם זאת, PVD מציג אפקט "קו--ראייה" מובהק. עובי הציפוי עשוי להיות לא מספיק באופן משמעותי בחורים פנימיים מורכבים, חריצים עמוקים ואזורים ממוגנים. כדי לשפר את אחידות הכיסוי, חלקי עבודה בתוך הכבשן דורשים בדרך כלל שילוב של סיבוב פלנטרי (מהפכה וסיבוב) ועיצובי מתקנים מיוחדים.

PVD דקורטיבי על חלקי פלסטיק דורש בדרך כלל תהליכים-טמפרטורות נמוכות ומערכות בסיס-שכבה/עליון-; לא ניתן ליישם כאן את תנאי הציפוי בטמפרטורה הגבוהה- המשמשים לכלי חיתוך מתכת.

3. סיכוני איכות עיקריים

דלמינציה עקב ניקוי לקוי;
קשיות מצע לא מספקת, מותירה את הציפוי הקשה ללא תמיכה מספקת;
מתח פנימי מופרז בתוך הציפוי;
פגמי ציפוי בפינות חדות;
השפעות מיגון עקב גיאומטריות מורכבות;
שינויים בצבע ובעובי הנגרמות על ידי מיקום בתוך הכבשן;
טמפרטורת מצע או עיוות עקב טמפרטורות השקיעה;
שכפול של חספוס פני השטח על ידי הציפוי.
למרות שציפויים PVD קשים מאוד, זה לא מבטיח עלייה כוללת בעמידות הבלאי של החלק. אם המצע רך מדי, המשטח מחוספס או ההדבקה לקויה, הציפוי הקשיח עדיין עלול להיסדק או להתקלף בטרם עת.

VII. ציפוי המרה כימי: שינוי פני המצע באמצעות תגובה כימית

ציפויים המרה כימיים אינם פשוט מכסים את המצע בחומר חיצוני; במקום זאת, מתרחשת תגובה כימית בין משטח המצע לתמיסת הטיפול, ויוצרת סרט תרכובת הנקשר כימית למצע. תְמוּנָה
תהליכים נפוצים כוללים:

זרחון פלדה;
מערכות מבוססות-אבץ,-מנגן וברזל-.

פוספטינג;
המרה כימית מסגסוגת אלומיניום;
השחרה או השחרה של ברזל ופלדה;
טיפול המרה-ללא כרום וכו'.
למרות שגם פוספטציה וגם השחרה הם סוגים של טיפולי המרה כימיים, הם שונים בתפקוד וביישום.

1. פוספטינג

פוספטינג כרוך ביצירת ציפוי המרת פוספט על פני המתכת.

יישומי מפתח כוללים:

טרום-טיפול לריסוס ואלקטרופורזה;
שיפור הדבקה של ציפוי אורגני;
שיפור עמידות בפני קורוזיה מתחת לציפוי;
הפחתת החיכוך ושמירה על שמן;
שימון ליצירת קר.
איכות הפוספטים מוערכת בדרך כלל לפי משקל הציפוי ולא רק עובי הציפוי.

גורמים מרכזיים המשפיעים על איכות הפוספט כוללים:

איכות הסרת שומנים והסרת חלודה;
מצב מיזוג פני השטח;
פרמטרי אמבט (חומציות כוללת, חומציות חופשית ומאיצים);
טמפרטורת ומשך העיבוד;
הרכב המצע;
שטיפה וייבוש.
2. השחרה או הכחול

השחרה בסיסית בטמפרטורה- גבוהה של ברזל ופלדה יוצרת בדרך כלל סרט המורכב בעיקר מתחמוצת ברזל(II,III) (Fe₃O₄). השחרת-טמפרטורת החדר עשויה לנצל מערכות כימיות שונות; ההרכב והמאפיינים של הציפויים המתקבלים אינם זהים לאלה המיוצרים על ידי השחרה מסורתית בטמפרטורה- גבוהה.

ציפויים משחרים הם דקים ביותר ויש להם השפעה מינימלית על ממדי החלקים; הם משמשים בעיקר עבור:

מחברים;
כְּלֵי עֲבוֹדָה;
כלי נשק ורכיבים מכניים;
גימורים דקורטיביים בעלות-נמוכה ומניעת חלודה{{1} לטווח קצר.
עם זאת, ציפוי ההשחרה עצמו מציע עמידות מוגבלת בפני קורוזיה ובדרך כלל דורש טיפול משלים כגון שמן, שעווה או איטום.

3. מאפיינים של ציפויי המרה כימיים

היתרונות כוללים:

תהליך פשוט יחסית;
עלות נמוכה;
שכבת ציפוי דקה;
השפעה מינימלית על מידות;
מתאים לייצור המוני;
משמש כשכבת בסיס לצביעה או ציפוי לאחר מכן.

המגבלות העיקריות כוללות:

עמידות מוגבלת בפני קורוזיה בשימוש לבד;
רגישות לאיכות טרום-טיפול;
ביצועי הציפוי מושפעים באופן משמעותי ממצב תמיסת האמבטיה;
תקנות איכות הסביבה מניעות את ההחלפה והשדרוג של מערכות מסורתיות המכילות כרום או ניקל.

ח. כיצד לבחור בין שבעת התהליכים?

כל אחד משבעת התהליכים מתייחס לנושאים שונים; הבחירה לא צריכה להתבסס רק על מחיר או מראה. תַהֲלִיך
מצע אופייני
פונקציה ראשית
מאפייני ציפוי
סיכונים אופייניים
ציפוי אלקטרו
פלדה, נחושת, פלסטיק מטופל
עמידות בפני קורוזיה, מוליכות, עמידות בפני שחיקה, קישוט
ציפוי מתכת או סגסוגת
שבירות מימן, עובי לא אחיד, לחץ עמידה בסביבה
אנודיזציה
אלומיניום וסגסוגות אלומיניום
הגנה, בידוד, קישוט, עמידות בפני שחיקה
צמיחת סרט תחמוצת- באתרו על המצע
שונות צבע, שבירות, שינויים במידות
ריסוס
מתכות וחלק לא-מתכות
עמידות בפני קורוזיה, קישוט, עמידות בפני מזג אוויר
ציפוי אורגני (עבה יחסית)
הידבקות, אשפרה, פגמים פני השטח
אלקטרופורזה
מתכות מוליכות
פריימר אחיד נגד-קורוזיה
כיסוי טוב של חללים פנימיים
בעיות לפני-טיפול, חורים, חדירת ציפוי לא מספקת
חמצון מיקרו-קשת
סגסוגות קלות (Al, Mg, Ti וכו')
קשיות גבוהה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בחום
סרט קרמי-כמו תחמוצת
חספוס, נקבוביות, צריכת אנרגיה גבוהה
PVD
מתכות, קרמיקה, פלסטיק מטופל
קשיות גבוהה, חיכוך נמוך, קישוט
סרט דק בקנה מידה מיקרון.-
אפקט הצללה, חוזק הידבקות, תמיכת מצע
ציפוי המרה כימית
פלדה, אבץ, אלומיניום וכו'.
שכבת בסיס צבע, הפחתת חיכוך,-מניעת חלודה בעלות נמוכה
סרט המרה דק
עמידות בפני קורוזיה מוגבלת, רגישות לאמבטיה
בעת בחירת תהליך, יש לענות לפחות על השאלות הבאות:

מהו המצע, והאם הוא מתאים לתהליך?
האם המוצר דורש עמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני שחיקה, בידוד, מוליכות או קישוט?
האם המוצר ייחשף לתרסיס מלח, חום ולחות, מדיה כימית או לטמפרטורות גבוהות במהלך השימוש?
האם מידות המוצר והתאמה מאפשרות הצטברות עובי הציפוי?
האם לחומר העבודה יש ​​חורים עמוקים, חללים פנימיים, נקודות עיוורות או פינות חדות?
האם המצע יכול לעמוד בכבישה, מתח גבוה, ואקום או טמפרטורות אפייה?
האם נפח ייצור ועלות תומכים בעיבוד אצווה?
האם דרישות הלקוח, הרגולציה והסביבה מתירות את השימוש במערכת הכימית הספציפית?
האם נדרשים תהליכים הבאים כגון ריתוך, הדבקה, צביעה או הרכבה מדויקת?
האם ההשלכות של כישלון מחייבות ציפויים מרוכבים או הגנה מרובה-שכבות?
תְמוּנָה

ט. לא ניתן לשפוט את איכות טיפול פני השטח רק על ידי בדיקת ריסוס מלח

אתרי ייצור משתמשים לעתים קרובות בבדיקת ריסוס מלח כדי להעריך ישירות את איכות טיפולי פני השטח, אך זוהי פשטנות יתר. בדיקת ריסוס מלח מתאימה ל:

השוואת עקביות תהליכים על פני ציפויים דומים;
בקרת תהליכי ספק;
אימות עמידה בתקני המוצר;
איתור בעיות כגון נקבוביות, פגמי איטום ובעיות בטיפול מקדים.
עם זאת, לא ניתן להשוות את משך בדיקת ריסוס המלח לחיי השירות בפועל של המוצר.

תְמוּנָה

סביבות קורוזיביות בעולם האמיתי מושפעות גם מגורמים כמו מחזורי טמפרטורה ולחות, עיבוי, קרינת UV, מדיה כימית, תנודות טמפרטורה, בלאי מכני, פערי התקנה, קורוזיה גלוונית ותנאי שימוש/תחזוקה.

הערכה מקיפה של טיפול פני השטח כוללת בדרך כלל: מראה והבדל צבע, עובי או משקל ציפוי, הידבקות, קשיות, עמידות בפני שחיקה, נקבוביות, חספוס, עמידות כימית, עמידות בחום -ללח, שינויים במידות ובדיקות פונקציונליות.

קריטריוני בדיקה צריכים להיקבע לפי תפקוד המוצר, סיכוני כשל ומפרטי הלקוח, במקום ליישם שיטת בדיקה סטנדרטית על כל תהליך.

לסיכום

ציפוי אלקטרו, אילגון, ריסוס, אלקטרופורזה, חמצון מיקרו-קשת, PVD וציפוי המרה כימי משנים את משטחי המוצר באמצעות מנגנונים שונים-כגון שקיעת מתכת, חמצון מצע, ציפוי אורגני, שקיעת שדה חשמלי, תגובת פלזמה, שקיעת אדי ואקום והמרה כימית.

טיפול יעיל במשטח אינו יצירת הציפוי העבה או המורכב ביותר; במקום זאת, זה כרוך בשימוש בתהליך המתאים ביותר ליצירת מאפייני משטח יציבים, ניתנים לאימות ו-ניתנים לשחזור תוך כדי עמידה בדרישות התפקוד של המוצר.