車用鋁圈只要經過電鍍後,就能展現出相當耀人的閃亮亮光芒,而這也是VIP風格改裝時不可缺少的部品。 大尺寸輪胎配上電鍍鋁圈,所彰顯出來的氣勢絕非一般改裝車輛所能比擬,而這也是電鍍鋁圈迷人的地方。 由於先天電鍍程序缺點使然,水電鍍產品通常會發生邊角鍍膜不全的問題,進而產生色澤不均偏黃的問題,而同樣的問題卻不會發生在真空濺鍍的產品上。 真空電鍍的優點之一就是擁有較水電鍍更多顏色選擇,像圖中各種色澤的搖臂蓋一樣。 有些較高檔的手工具產品也都會透過真空電鍍的過程,增加其價值與抗鏽能力。 筆者這次所訪問的詮鑫國際,已有能力利用真空鍍膜的技術,作出質感優異的手機按鈕面板,且顏色亦相當多樣化,可見其技術之精良。 | 近年來在台灣大行其道的VIP改裝,其中最不能缺少的改裝項目,除低到不行的車高外,動輒18吋以上的亮晶晶電鍍鋁圈也是當中的要角,缺少這部分整體改裝氣勢將會無法完全彰顯出來,可是您可知道這些電鍍鋁圈是如何製造而成的嗎?為此筆者特拜訪國內少數擁有真空電鍍技術的詮鑫國際,為大家分析何謂真空電鍍技術與水電鍍的差別,以及當中所涉及到的其他問題。 電鍍的目的 提高美觀保護作用 一般來說,物體表面若想增加美觀程度主要方法有以下三種:烤漆、拋光與鍍膜等,而其中的鍍膜就是本單元所要介紹的電鍍技術,事實上電鍍的目的除增加物體表面美觀外,還可因表層基材鍍上金屬鍍層,而改變物體表面性質或尺寸,使其能達到本身材質所無法做到的事情,例如賦予物品的防鏽、防止磨耗的功能,或提高導電度、潤滑性、強度、耐熱性、耐候性等,也由於電鍍表面具有保護兼裝飾效用,故廣泛應用於日常生活物品上,像水龍頭、水壺、汽車零件、手機外殼或不易看見的電路板等,甚至在其他尖端科技領域裡,也有電鍍技術的存在,例如:太空船或人造衛星外殼上的反射板。 相信曾經接觸過電鍍相關知識的讀者應該都知道,電鍍技術依不同的製造過程,大致可分成CVD(化學氣相成積)與PVD(物理氣象相成積)兩種,也就是所謂的水電鍍與真空電鍍,筆者針對這兩項不同的生產過程做個簡單的說明,希望對電鍍技術有興趣的讀者能有更深的了解。 水電鍍的過程 電解沉積作用 首先說明水電鍍部分,水電鍍的過程通常由四個元件所構成,一為提供鍍層金屬離子的金屬片、一為擁有鍍層金屬離子成分的電解液、另一則為被鍍物,最後則是可提供直流電源的電源供應器。至於水電鍍的過程,則是將提供鍍層金屬離子的金屬片連接陽極,被鍍物連接陰極,再將這兩樣物品沉浸在擁有鍍層金屬離子成分的電解液裡,然後透過電解沉積過程,將陽極與陰極間輸入電壓後,吸引電解液中的金屬離子游至陰極,還原為分子後即可附著在被鍍物上形成一鍍膜,同時陽極的金屬再溶解,提供電解液更多的金屬離子,使電解液內的金屬離子能源源不絕進行電解過程。 看到這大家可能還是霧煞煞,筆者就以實際鑰匙欲在表面鍍上一層銅來進一步說明,請大家看圖A所示,在陽極上的金屬片為純銅片,陰極上則為鑰匙,兩者皆沉浸在含有硫化銅的電解液裡,然後通電,此時電解液裡的銅離子便會產生電解反應,不斷還原為銅分子並附著於鑰匙表面上,形成一銅質鍍膜,而位於陽極上的銅片也會不斷析出銅離子以提供電解液更多的銅離子,以上就是水電鍍的基本反應過程。事實上某些情況下也可能會使用無法電解出金屬離子的陽極金屬片,例如石墨、鉛或鉛合金等,此時電鍍過程就需添加新電解液補充鍍著金屬離子。 值得一提的,面對非金屬類的物品欲進行水電鍍以增加表面質感時,例如汽車水箱罩,車門外把手等塑膠零件的鍍鉻,由於這些物品本身無法進行導電作用,因此通常在這些物體的表面塗上一層銅或銀等金屬粉末,達到可導電作用後,再進行水電鍍的動作,如此就能輕易將鉻金屬鍍膜在塑膠件上,不過也就因為銅與塑膠兩者間的特性相差太多,因此許多鍍鉻部品都是先從塑膠與銅金屬間的附著面開始生鏽,也就是從內部生鏽到表面,形成黑色斑點,而這也是水電鍍的缺點之一。 真空電鍍的過程 高壓電漿結合作用 接下來介紹真空電鍍部分,真空電鍍顧名思義指的是整個電鍍過程皆在真空環境中來進行,事實上真空電鍍又可分成相當多的種類,不過筆者在此只針對利用「磁輻槍」增加鍍膜效率的製造過程進行說明,此種真空電鍍的方式同樣由幾個元件所組成,一為提供鍍層金屬離子的靶材、一為被鍍品的基材、一為密閉真空艙、一為高壓氣體如氬氣、一為磁輻槍、最後則是直流電場。至於操作過程,首先將連接陰極的靶材與連接正極的基材放於密閉真空艙內,並抽取內部空氣使其真空度達到一定需求後,再導入高壓氬氣,然後導通兩端電極,此時氬氣會形成「電漿」狀態,而電漿中電子會去撞擊靶材,將靶材的表面金屬做正離子交換,使這些正離子產生游離狀態,然後當被鍍物「基材」旋轉至靶材前,磁輻槍會將這些金屬離子植壓於施工品表面,以物理鍵結原理產生約0.02um厚度的金屬鍍膜,此時就算是完成金屬真空電鍍的基本步驟,之後再於成品表面施與高分子透明塗裝覆蓋保護,以維持硬度與耐用度,而上述所提到的所有過程,就是所謂的「真空濺鍍」過程,如圖B所示。 值得一提的,對於靶材的選擇可概分為鋁、銅、鈦、鋯、不鏽鋼等,最常見的材質為鋁質靶材,主因在於此金屬物質在真空狀態下的加工,能擁有較佳亮度及較好的成本效益。 真空電鍍優缺點 無毒無害是趨勢 以上述所介紹的兩種電鍍製程來比較,水電鍍的生產器具成本較低,因此過去大量被電鍍工業所採用,不過由於施工過程中會產生有害毒性化學物質,如三價鉻、六價鉻、氰化物、鉻酸化合物等,而隨著空氣或廢水排放而嚴重造成環境上的嚴重汙染,甚至是人體健康的危害,造成結膜炎、肺炎、鼻腔黏膜鼻竇炎、潰瘍、支氣管炎、氣喘、過敏性皮膚炎及神經性破壞毒害等,因此在2006年7月份起,歐盟國家已明令禁止所有違反(ROHS)規範之產品進入,而先進國家也陸續跟進,即使是中國大陸也將隨此潮流跟進之。 反觀真空電鍍技術,由於鍍膜施工過程都處於真空狀態下,不與水或氫氣產生化學變化,而生成有害化學物質,全程完全符合環保規範與訴求,加上完工後的品質穩定性較佳,加工成本亦最符合經濟效益,因此目前大量使用於汽車鋁圈鍍膜,而在所有真空電鍍中又以上述所介紹的濺鍍工法最普及。事實上目前台灣的真空鍍膜科技技術水準已迅速提昇,現今的真空電鍍漸漸成為主流,取代傳統水鍍,其使用範圍亦日漸廣泛,不僅傳統產業,連科技電子業皆已涵蓋,附表C提供水電鍍與真空鍍膜工法之優缺點比較供大家參考。 位在台中縣沙鹿鎮的詮鑫國際,其營業項目主要是提供鋁圈真空電鍍服務,從其廠房內堆放的各式電鍍鋁圈來看,品質果然有兩把刷子,此外店內還設有汽車音響部門,有需要的車主不妨去電或上網查詢,網址: [email protected]。 |