งานชุบเคลือบผิว

งานชุบเคลือบผิว

โ ด ย ค รู ภ ค ว ดี เ ผื อ ก ผ า สุ ข แ ผ น ก วิ ช า เ ค รื่ อ ง ป ร ะ ดั บ อั ญ ม ณี

ประเภทของการตกเเต่งผิวหน้าโลหะ

การตกเเต่งผิวหน้าโลหะหมายถึงการกระทำใดๆ เพื่อให้ผิวหน้าของโลหะ
เปลี่ยนเเปลงไปเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่เหมาะสมกับการใช้งาน
กล่าวโดยกว้างๆได้ 2 วิธี

การขั ดเงา

ทำให้ผิวโลหะมีความเงางามขึ้นสะท้อนเเสงได้ดี จึงต้อง
ทำการขัดเพื่อให้ผิวเรียบ

การทำคาร์บูไรซิ่ ง 1. วิธีเปลี่ยนผิวหน้า
การเติมคาร์บอนลงไปที่ผิวของชิ้นงาน ซึ่งโดยมากมักจะ ของโลหะเอง

ทำกับโลหะจำพวกเหล็ก

การทำไนไตรดิ้ ง
การเติมธาตุไนโตรเจนเข้าไปในเนื้อเหล็กเกิดเป็ น
สารประกอบของเหล็กไนไตรด์ มีคุณสมบัติเพิ่มความลื่น

ให้กับผิวชิ้นงาน
การทำบอโรดิ้ง
คล้ายคลึงกับวิธีการทำไนโตรดิ้ง เเต่ใช้โบรอนเป็นธาตุที่
แทรกซึมเข้าไปในชิ้นงาน ผิวเคลือบที่ได้มีความเเข็งเเละ
ทนต่อการเสียดสีได้ดี

2.วิธีนำสารอื่นมาเคลือบ

การพ่นด้วยความร้อน

วิธีนี้นำเอาโลหะที่เป็นผงละเอียดมาพ่นรวมกับความร้อนไปบนชิ้นงาน ความร้อนจะทำให้ผิวโลหะนั้นหลอมตัวเกาะบนชิ้นงาน

การชุบโดยการจุ่มร้อน (Hot Dip)

วิธีนี้นำชิ้นงานที่ผ่านการทำความสะอาดมาดีเเล้วจุ่มลงในโลหะที่กำลังหลอมเหลวเเล้วยกชิ้นงานออกมาปล่อยให้เย็น
ลง นิยมใช้ในวงการอุตสาหกรรมโลหะ คือ การชุบสังกะสีแบบกัลวาไนซ์

การชุบเคลือบด้วยไอกายภาพ (Physical Vaper Deposition)

วิธีนี้คือการทำให้โลหะกลายเป็นไอแล้วไปเกาะที่ผิวชิ้นงานโดยตรง โดยที่การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเป็นการเปลี่ยนเเปลงทาง
กายภาพทั้งสิ้น เช่นการชุบสุญญากาศ

2.วิธีนำสารอื่นมาเคลือบ(ต่อ)

การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า

วิธีนี้เป็ นการนำโลหะชนิดอื่นมาเคลือบบนชิ้นงานซึ่งเป็ นโลหะคนละประเภทกันโดยอาศัยหลักการว่าเมื่อกระเเสไฟฟ้าผ่าน
ลงในสารละลายอิเล็คโทรไลต์ อิเล็กตรอนในกระเเสไฟฟ้าจะทำให้ประจุโลหะในน้ำยาชุบมาเกาะที่ชิ้นงานซึ่งเป็นขั้วลบ

การชุบโดยไม่ใช้ไฟฟ้า

วิธีนี้เป็ นการนำชิ้นงานจุ่มลงในสารเคมีซึ่งมีไอออนโลหะและรีดิวซิ่งเอเจนท์ทำปฏิกิริยาที่ผิวชิ้นงานทำให้โลหะมา
เคลือบที่ผิวได้ เช่น ชุบนิกเกิลโดยไม่ใช้ไฟฟ้าบนพลาสติกเอบีเอส

ความรู้ทั่วไปของการชุบโลหะ
บนตัวเรือนเครื่องประดับอัญมณี

Electroplating for Jewelry products

การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า


การทำให้โลหะไปเคลือบเกาะบนโลหะชิ้นงาน ด้วยกรรมวิธีไฟฟ้า- เคมี โดยการจุ่มชิ้นงาน

ที่ต้องการชุบลงในน้ำยาชุบแล้วต่อเข้ากับขั้วลบ (Cathode) ของไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current)
ที่ผ่านเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Rectifier) และมีตัวล่อหรือขั้วบวก (Anode) ต่อเข้ากับขั้วบวกของ
เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า เมื่อไฟฟ้าครบวงจรก็จะเกิดการจับตัวของโลหะที่ขั้วลบ (ชิ้นงาน)

เมื่อทำการผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในสารละลายอิเลคโตรไลต์ที่มีแผ่นแอโนดเป็ นขั้วอิเลคโทด
อนุภาคเล็กๆ พวกหนึ่งของอิเลคโตรไลต์จะวิ่งไปยังแอโนด (Anode) หรือขั้วบวก อนุภาคเล็กๆ
อีกพวกหนึ่ง ของอิเลคโตรไลต์จะวิ่งไปยังแคโทด (Cathode) หรือขั้วลบ

อนุ ภาคเล็ กๆของอิ เลคโตรไลต์ ที่ วิ่ งไปยั งขั้ วบวกและขั้ วลบ เรี ยกว่ าอิ ออน (IONS)
แต่ ละอิ ออนจะมี ประจุ ไฟฟ้ าประจำตั วทุ กตั ว

อิ ออนที่ วิ่ งไปยั งขั้ วบวกเรี ยกว่ าแอนอิ ออน (ANIONS) มี ประจุ ไฟฟ้ าลบ (-)
อิ ออนที่ วิ่ งไปยั งขั้ วลบเรี ยกว่ า แคทอิ ออน (CATIONS) จะมี ประจุ ไฟฟ้ าบวก(+)

ขณะที่ เกิ ดการแยกสลายดั งกล่ าวในสารละลายนั้ น เราจะมองไม่ เห็ นปฏิ กริ ยาใดๆ
เกิ ดขึ้ นในสารละลายนั้ นเลยแต่ จะไปเห็ นปฏิ กริ ยาเกิ ดขึ้ นที่ ขั้ วลบและขั้ วบวกโดยจะ
เกิ ดฟองก๊ าซออกซิ เจนขึ้ นที่ ขั้ วบวก และมี ก๊ าซไฮโดรเจนเกิ ดขึ้ นที่ ขั้ วลบเป็ นต้ น



องค์ประกอบพื้นฐานของการชุบเคลือบผิว

1.อุ ปกรณ์ ชุ ดจ่ ายไฟฟ้ ากระแสตรง(DC-SUPPLY,RECIFLER)
เป็ นอุ ปกรณ์ ที่ แปลงจากไฟฟ้ ากระแสสลั บAC ให้ เป็ นไฟฟ้ ากระแส
ตรงDC) โดยทั่ วไปแล้ วควรจะมี ลั กษณะดั งนี้

สามารถปรั บความต่ างศั กย์ (VOLTAGE) ได้ อย่ างต่ อเนื่ อง

ความต่างศักย์และกระแส (CURRENT)
ที่ จ่ายออกมาอยู่ใน

ช่ วงการใช้ งานที่ เหมาะสม
มี การแสดงผลทั้ งความต่ างศั กย์ และกระแสไฟฟ้ า
(VOLT METER AND AMPERE METER)
ควรมี ระบบป้องกั นการจ่ ายกระแสไฟฟ้ ามากเกิ นไป
(OVER LOAD PROTECTION) และไฟฟ้ าลั ดวงจร

2. น้ำยาชุ บ (ELECTROLYTE) น้ำยาชุ บโลหะจะประกอบไปด้ วย

เกลื อของโลหะตามประเภทของโลหะที่ จะทำการชุ บเคลื อบผิ ว

(DEPOSITION) โดยปกติ แล้ วน้ำยาชุ บจะมี การเพิ่ มคุ ณสมบั ติ

บางประการให้ เหมาะสมกั บการใช้ งานเช่ น

CONDUCTING SALTS เพื่ อเพิ่ มสภาพการนำไฟฟ้ า

BUFFERS เพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลง
ค่าความเป็ นกรด
เป็ นด่ าง

COMPLEX AGENTS เพื่ อรวมตั วกั บโลหะบางชนิ ดใน

สารละลายให้ ตกตะกอน

BRIGHTENER เพื่ อช่ วยทำให้ ผิ วชุ บเงางาม

WETTING AGENTS เพื่ อช่ วยลดแรงตึ งผิ วชิ้ นงาน และ

ทำให้ ฟองก๊ าซที่ ชิ้ นงานหลุ ดได้ ง่ ายขึ้ นระหว่ างชุ บ

3. ตัวล่อ , แอโนด (Anode) หน้าที่เป็นตัวนำไฟฟ้าไปสู่น้ำยาชุบ ช่วยให้ผิว
ชุบมีความหนาอย่างสม่ำเสมอซึ่งแอโนดควรมีขนาดพื้นที่ และระยะห่าง
ระหว่างชิ้นงานอย่างเหมาะสม โดยปกติเราอาจจำแนกแอโนดได้เป็น 2 ชนิด

แอโนดที่สามารถละลายได้ในน้ำยาชุบ เช่น ซิลเวอร์แอโนด, คอปเปอร์

แอโนด, นิกเกิลแอโนด ซึ่งในระหว่างทำการชุบน
ั้น แอโนดนี้จะละลาย

ออกมาแทนที่เกลือโลหะที่ถูกชุบติดออกไปกับชิ้นงาน

แอโนดที่ไม่สามารถละลายได้ในน้ำยาชุบ เช่น สแตนเลสแอโนด,
แพลททิไนท์ไททาเนียมแอโนด, กราไฟท์แอโนด ซึ่ง แอโนดจำพวกนี้จะ
ช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลครบวงจรเท่านั้น

วัตถุประสงค์ของการชุบเคลือบผิว


เพื่อความสวยงาม (Decorative)

เพื่อป้องกันการผุกร่อน (Anti-Corrosion)

เพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ (Special Purpose) เช่น เพิ่มความเเข็ง

ประเภทของสิ่งปนเปื้ อน


สิ่งปนเปื้ อนที่ผิวชิ้นงานก่อนทำการชุบ เเบ่งได้เป็น 2 ชนิด คือ
สารอินทรีย์ (Organics Soils) เช่น ไขมัน เทียน

สารอนินทรีย์(Inorganics Soils) เช่น ฟิล์มออกไซด์บนผิวของชิ้นงาน

ขั้นตอนการชุบเคลือบผิวเครื่องประดับอัญมณี


1.ล้างผิวก่อนการชุบ (Pretreatment)

2.ชุบเคลือบผิวด้วยไฟฟ้า (Plating)

3.ล้างผิวหลังการชุบ(Post Treatment)

รูปแบบการชุบเคลือบผิวที่นิยม

ในอุตสาหกรรมเครื่องประดับ

ในการผลิตเครื่องประดับนั้นส่วนใหญ่มีการผลิตชิ้นงานหลาย
ประเภท เช่น แหวน สร้อย จี้ ต่างหู เข็มกลัด ฯลฯ ซึ่งแต่ละประเภทมี
การออกแบบที่หลากหลาย วิธีการชุบเคลือบมีอยู่หลายวิธีให้เลือก

ให้ตสาามมลาัรกถษทณำงะขานองไดชิ้้อนยง่าานงรกวดารเรเ็ลวือเ
กกิดวิธคี
ชวุบาเมคเลสืีอยบหาที่ยเหขมอางะชิ้สนมงาจนะทำ

ที่เกิดจากการชุบน้อย แต่อย่างไรก็ตามนอกจากการเลือกวิธีชุบที่
เหมาะสมแล้ว การเอาใจใส่และการระมัดระวังในระหว่างกระบวนการ
ชุบจะเป็นการลดความเสียหายได้อีกทางหนึ่งด้วย วิธีชุบเคลือบผิวที่
นิยมใช้กันในอุตสาหกรรมเครื่องประดับ มีดังนี้

1. การชุบเคลือบแบบแขวน (Rack Application) วิธีการชุบแบบแขวน
(Rack) เป็นวิธีที่พบได้โดย ทั่วไปในการชุบเคลือบ ลักษณะของชิ้นงานจะต้อง
สามารถ แขวนด้วยตะขอของแร็ก (Rack, Jig) หรือสามารถผูกกับ ลวด
ทองแดงในการชุบได้

2. การชุบแบบถังหมุน (Barrel Application) การชุบรูปแบบนี้ ใช้สำหรับ

ชิ้นงานที่มีขนาดเล็ก ที่ผูกด้วยลวดหรือแขวนตะขอสำหรับชุบแบบแขวนทำได้

ลำบาก การชุบแบบนี้ทำได้โดยนำชิ้นงานใส่ ในถังพลาสติกในจำนวนพอเหมาะ

ประมาณหนึ่งในสาม ถึง หนึ่งในสองของปริมาตรถัง มีขั้วลบติดที่ถังซึ่งจะสัมผัส

กับชิ้นงาน และชิ้นงานสัมผัสกันเองขณะที่ชุบถังจะหมุนไปด้วยทำให้ชิ้นงานเกิด


การคละเคล้ากัน

3. การชุบแบบแต้มปากกา ( Pen Plating) การชุบแบบแต้มด้วยปากกา เหมาะ
สำหรับการชุบบนผิวเฉพาะที่หรือบริเวณที่มีพื้นที่ผิวไม่มาก เช่น เตยของแหวน
หรือต้องการชุบผิวเคลือบมากกว่าหนึ่งสี การใช้งานง่ายและสะดวกกว่าการชุบ
แบบแขวน

4. การชุบแบบใช้เครื่องสั่น (Vibratory Plating) เป็นการชุบโดยอาศัยการสร้างแรง

สั่นสะเทือนส่งผ่านปล่องในตะกร้าที่ออกแบบมาโดยเฉพาะแรงสั่นสะเทือนนี้ทำให้ชิ้น

งานเคลื่อนที่อย่างช้า ๆ และสม่ำเสมอรอบ ๆ แกนของตะกร้าที่แช่อยู่ในน้ำยาชุบเกิด

การแลกเปลี่ยนประจุบริเวณด้านล่างของตะกร้า ทำให้เกิดการชุบเคลือบผิวอย่าง

สม่ำเสมอ

5. การชุบแบบเครื่องชุบสร้อย (Chain Plating Equipment) เป็นการชุบสร้อยด้วย
เครื่องที่มีการออกแบบเฉพาะ การใช้งานเครื่องทำได้โดยแขวนสร้อยบนล้อสแตนเลสที่
ต่ออยู่กับขั้วลบของอุปกรณ์จ่ายไฟฟ้ากระแสตรง ขณะล้อหมุนสร้อยบางส่วนจะจุ่มและ
แช่อยู่ในน้ำยาชุบ ในขณะชุบสร้อยจะเคลื่อนที่ตามล้อตลอดเวลาชุบ ทำให้ลดปัญหา

เจคาลกือกบารสเมค่ลำืเ่อสนมตอัวกขว่อางกสารร้ชอุบยแยบากบหแลขังวจนาธกรรกม
าดรชาุบ นอกจากนี้ยังให้ความหนาของผิว

“ผู้ใดต้องการหาความรู้ เขาจะต้องศึกษา
แต่หากผู้ใดอยากมีปัญญา เขาผู้นั้นจะต้อง
คอยสังเกตการณ์” — Marilyn Vos Savant