Denna fråga dök upp först 1 december 2016 på ProductsFinishing.com i Plating Clinic. Av Derek Vanek.

Nyckeln till enhetlig tjockleksfördelning är enhetlig strömfördelning. Om man antar 100 % effektivitet tillåter elektrokemins grundläggande lagar (dvs. strömfördelning) inte alltid en enhetlig avsättning. Likström söker alltid vägen med minsta motstånd från anoden till katoden (substrat/arbetsstycke). Som ett resultat kommer banor med minsta motstånd såsom vassa kanter eller utsprång att få en tyngre avsättning, medan områden som inre hörn/radier får en betydligt mindre mängd avsättning. Målsättningen för plattaren och designern är att tillhandahålla minsta möjliga tjockleksvariation över ett arbetsstycke. Designöverväganden tar hänsyn till flera variabler: anoddesign (geometri, maskering och verktygsrörelse), arbetsstycke (maskering och tjuvning), badvariabler (strömdensitet, temperatur, tillsatser och flödesfördelning) för att nämna några. Här kommer att fokusera främst på anoddesign.

Selektiv (borst)plätering är en välkonstruerad metod för galvanisering av kontrollerade tjocklekar av avlagringar som koppar, kadmium, kobolt, guld, nickel, silver, tenn, såväl som legeringar som inkluderar babbitt, kobolt-volfram, nickel-volfram och zink -nickel på alla vanliga basmaterial för industriella komponenter.

Som namnet antyder är processen fokuserad på ett specifikt “utvalt” område av en komponent. Området som ska pläteras, såväl som närliggande områden som ska maskeras, rengörs först med ett lämpligt lösningsmedel. Delen maskeras sedan för att isolera området som ska pläteras och för att skydda de intilliggande områdena från effekterna av de kemiska processerna. Typiska maskeringsmaterial inkluderar aluminium- och vinyltejper, maskeringsfärger och speciella fixturer.

Den faktiska selektiva (borst)pläteringsprocessen består av flera förberedande steg där arbetsområdet förbereds elektrokemiskt för att ta emot en vidhäftande slutavlagring, vars tjocklek styrs av amperetimmar (Faktor x Area x Tjocklek = Amperetimmar).

  • Faktorn är en väletablerad pläteringshastighet som är specifik för en pläteringslösning. Det är de amperetimmar som krävs för att avsätta metallvolymen motsvarande en tums tjocklek på en kvadrattums yta.
  • Ytan är den totala ytan som ska pläteras.
  • Tjockleken är den önskade avsättningstjockleken efter plätering

Enhetlig fördelning av beläggningen uppnås främst genom val, korrekt design och användning av pläteringsverktyget samt genom korrekt maskering för applikationen.

Att täcka hela längden av en OD, ID eller plan yta med ett verktyg gör det relativt enkelt att få en enhetlig tjocklek. När verktyget inte täcker hela längden uppstår problem. Ta till exempel fallet med att försöka plåta en OD 3 tum lång med ett verktyg som täcker 2 tum av längden. Om verktyget flyttas som visas i skiss #1 överst, mitten av figur 1, är mitten 1 tum alltid täckt. I ändarna är det kortare täckningstid. En insättningsfördelning som visas i bottenresultaten. Alternativet till detta är att flytta verktyget som visas i skiss #2 till vänster i figur 1. En jämn avsättningsfördelning erhålls, men nu slösas lite tid bort med verktyget från delen. Denna rörelse kanske inte heller är praktisk om det finns en axel på ena sidan. Samma situation gäller ID och plana ytor. Sammanfattningsvis, försök alltid att låta verktyget täcka hela längden av OD eller ID eller hela längden eller bredden av en plan yta Skiss #3. Anoden kan vidare maskeras längs den yttre omkretsen med lätt överlappning på arbetsytan för att minimera avlagringar längs kanterna på arbetsstycket.

När verktyget flyttas som visas upptill i mitten erhålls mer plätering i mitten och mindre i ändarna. När verktyget flyttas som visas nere till vänster erhålls en enhetlig avsättning, men mycket tid går till spillo med verktyget från delen.

Figur 1: Svårigheter som uppstår när ett pläteringsverktyg inte täcker hela längden av en OD.

Ett annat övervägande för avsättningslikformighet är att säkerställa en jämn fördelning av pläteringslösningen över området som pläteras. För bästa resultat bör pläteringslösningen pumpas till arbetsområdet genom pläteringsverktyget – och fördelas jämnt över arbetsområdet. En ojämn fördelning av färsk lösning över arbetsområdet kommer att resultera i en ojämn avlagringstjocklek.

Här är några generaliseringar:

  • Ju tjockare avsättningen är, desto svårare att plåta en snäv tolerans
  • Det är lättare att plåta exakt på ett litet område än ett stort område
  • Det är lättare att hålla snäva toleranser på enkla former utan avbrott än komplexa former eller former med avbrott eller en stor andel av kantarea med hög strömtäthet
  • Mekanisk rörelse av delen eller anoden kommer att ge mer konsekventa resultat än handrörelser
  • Det är lättare att noggrant plåta en låg tjocklek på en liten yta än att plåta hög tjocklek på en stor yta