น้ำยาชุบโครเมี่ยม

น้ำยาชุบโครเมี่ยมของจริงคือน้ำยากรดโครมิกผสมกรดซัลฟิวริกเล็กน้อย ใช้ไฟฟ้าชุบในบ่อ ไม่ใช่สีสเปรย์หรือน้ำยาขัดที่ขายในชื่อคล้ายกัน ถ้าจะชุบให้ได้ผิวโครเมียมจริง ต้องมีบ่อ เครื่องจ่ายไฟ แอโนด และฮีตเตอร์ด้วย

บทความนี้ช่วยให้เลือกซื้อไม่ผิด รู้ว่าตั้งบ่อต้องใช้น้ำยาเท่าไร ต้องมีอุปกรณ์อะไรร่วม และดูแลน้ำยายังไงให้ชุบได้สม่ำเสมอ

ของที่ขายชื่อ "น้ำยาชุบโครเมี่ยม" มี 4 แบบ

ค้นในร้านออนไลน์ จะเจอของหลายอย่างปนกัน ดูแผนภาพนี้ก่อนว่าแบบไหนคือการชุบจริง

วิธีดูง่ายที่สุด: ถ้าไม่ต้องต่อไฟฟ้า ไม่ใช่การชุบ การชุบโครเมี่ยมเป็นการใช้ไฟฟ้าดึงโครเมียมในน้ำยาไปเกาะชิ้นงาน (อ่านหลักการได้ที่เซลล์ไฟฟ้าเคมี)

เฮกซะวาเลนต์ กับ ไตรวาเลนต์ เลือกแบบไหน

สรุป: งานฮาร์ดโครม เช่น แกนไฮดรอลิก ลูกสูบ ยังต้องใช้เฮกซะวาเลนต์ ส่วนงานตกแต่ง เช่น ก๊อกน้ำ อุปกรณ์ห้องน้ำ ใช้ไตรวาเลนต์ได้ และปลอดภัยกว่า เนื้อหาที่เหลือของบทความนี้พูดถึงน้ำยาเฮกซะวาเลนต์เป็นหลัก

ส่วนผสมของน้ำยาชุบโครเมี่ยม

น้ำยาสำเร็จรูปบางยี่ห้อเติมตัวเร่งเพิ่ม เช่น ฟลูออไรด์ เพื่อให้ชุบเร็วขึ้น ให้ยึดค่าในเอกสาร TDS (Technical Data Sheet เอกสารข้อมูลเทคนิคของน้ำยา) ของยี่ห้อที่ใช้จริงเป็นหลัก

ตั้งบ่อ 1,000 ลิตร ต้องซื้อเท่าไร

ตัวอย่างนี้ใช้สูตรพื้นฐาน 250 กรัม/ลิตร กับอัตราส่วน 100 ต่อ 1

1. กรดโครมิก: 250 กรัม × 1,000 ลิตร = 250 กิโลกรัม
2. กรดซัลฟิวริก: 2.5 กรัม × 1,000 ลิตร = 2.5 กิโลกรัม ถ้าใช้กรดเข้มข้น 98% (หนัก 1.84 กิโลกรัมต่อลิตร) คิดเป็นประมาณ 1.4 ลิตร
3. น้ำ: ใช้น้ำสะอาดที่ไม่มีคลอไรด์ เช่น น้ำ DI หรือน้ำ RO เติมจนครบระดับ

อย่าเติมกรดซัลฟิวริกตามความรู้สึก เพราะเติมเกินง่ายมาก และดึงกลับยาก ถ้าซัลเฟตเกิน ผิวชุบจะไม่ติดบางจุด ต้องเติมสารเคมีเพื่อตกตะกอนซัลเฟตออก ควรวัดก่อนแล้วเติมทีละน้อย

อ่าน TDS ของผู้ขายน้ำยา ดูอะไรบ้าง

• ความเข้มข้นกรดโครมิกและซัลเฟตที่แนะนำ และช่วงที่ยอมรับได้
• มีฟลูออไรด์หรือตัวเร่งอื่นไหม (ใช้เลือกฮีตเตอร์ ดูหัวข้อฮีตเตอร์ด้านล่าง)
• อุณหภูมิและความหนาแน่นกระแสที่แนะนำ
• ชนิดแอโนดที่ใช้ได้
• เอกสาร SDS (Safety Data Sheet เอกสารความปลอดภัย) ต้องมีมาด้วยเสมอ ถ้าผู้ขายไม่มีเอกสาร ไม่ควรซื้อ

ซื้อน้ำยาอย่างเดียวไม่พอ: อุปกรณ์ที่บ่อชุบโครเมี่ยมต้องมี

น้ำยาเป็นแค่ส่วนหนึ่ง บ่อชุบโครเมี่ยม 1 บ่อต้องมีของเหล่านี้

งานโครเมี่ยมตกแต่ง เช่น ก๊อกน้ำ ล้อแม็ก ต้องชุบนิเกิลก่อน ชั้นโครเมียมบางมาก ความเงาและการกันสนิมส่วนใหญ่มาจากชั้นนิกเกิลข้างใต้ จึงต้องมีบ่อนิกเกิลแยกอีกบ่อ ส่วนงานฮาร์ดโครมชุบโครเมียมลงบนเหล็กโดยตรงได้ อ่านขั้นตอนเต็มได้ที่ชุบโครเมี่ยม คืออะไร

อุณหภูมิและกระแสไฟ

อุณหภูมิกับกระแสต้องไปด้วยกัน ถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนไปไม่กี่องศา ช่วงกระแสที่ชุบแล้วเงาจะเลื่อนไปด้วย บ่อโครเมี่ยมจึงต้องมีฮีตเตอร์และตัวควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ

บ่อ 1,000 ลิตร ใช้ฮีตเตอร์ขนาดไหน

คิดแบบหยาบโดยใช้ค่าของน้ำ: ทำให้น้ำยา 1,000 ลิตร ร้อนขึ้นจาก 25°C เป็น 55°C ใช้พลังงานประมาณ 1,000 × 4.186 × 30 ÷ 3,600 = 35 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ถ้าอยากให้ร้อนภายใน 3 ชั่วโมง ต้องใช้ฮีตเตอร์รวมราว 12 กิโลวัตต์ บวกเผื่อความร้อนที่หายไปทางผิวน้ำและผนังบ่อ ลองใส่ขนาดบ่อจริงในเครื่องคำนวณขนาดฮีตเตอร์ของเรา หรือส่งขนาดบ่อให้ทีมงานช่วยคิด

ปัญหาผิวชุบที่พบบ่อย และสาเหตุจากน้ำยา

วิธีดูแลน้ำยาชุบโครเมี่ยม

• วิเคราะห์น้ำยาตามรอบ: กรดโครมิก ซัลเฟต และ Cr³⁺ แล้วเติมให้กลับมาอยู่ในช่วง
• เติมน้ำชดเชยการระเหย: ใช้น้ำจากบ่อล้างแรกเติมกลับ ได้กรดโครมิกคืนมาด้วย และลดน้ำเสีย
• คุมพื้นที่แอโนดต่อชิ้นงาน: ประมาณ 2 ต่อ 1 (แอโนด 2 ส่วน ชิ้นงาน 1 ส่วน) แอโนดช่วยเปลี่ยน Cr³⁺ กลับเป็น Cr⁶⁺ ถ้าพื้นที่แอโนดน้อยไป Cr³⁺ จะสะสม (อ่านแอโนดคืออะไร)
• ล้างคราบที่แผ่นโครเมี่ยม: คราบเหลืองหรือคราบหนาทำให้ไฟเดินไม่ดี ดูวิธีดูแลที่หน้าแผ่นโครเมี่ยม และยกแอโนดขึ้นเมื่อหยุดบ่อนาน
• กันสิ่งปนเปื้อน: เหล็ก ทองแดง หรือคลอไรด์ที่ติดมากับชิ้นงานและตะขอแขวน ทำให้น้ำยาเสื่อมเร็ว ชิ้นงานที่หล่นลงบ่อให้รีบเก็บขึ้น

บ่อโครเมี่ยมที่ดูแลดีใช้น้ำยาเดิมต่อไปได้นาน โดยเติมสารเคมีชดเชยส่วนที่ใช้ไป ไม่ได้เททิ้งเปลี่ยนใหม่เป็นรอบเหมือนน้ำยาบางชนิด

ฮีตเตอร์สำหรับบ่อน้ำยาโครเมี่ยม

จุดที่ต้องดูคือ น้ำยามีฟลูออไรด์ไหม (ดูใน TDS):

• ไม่มีฟลูออไรด์ (กรดโครมิก + ซัลเฟตแบบทั่วไป): ใช้ได้ทั้งฮีตเตอร์หลอดแก้วและฮีตเตอร์ไทเทเนียม หลอดแก้วราคาถูกกว่า ไทเทเนียมเป็นโลหะ ไม่แตกเมื่อโดนชิ้นงานกระแทก
• มีฟลูออไรด์ (สูตรเร่ง Mixed Catalyst): ฟลูออไรด์กัดทั้งแก้วและไทเทเนียม ฮีตเตอร์มาตรฐานของเราใช้ไม่ได้ ให้ส่งชื่อน้ำยาหรือ TDS ให้ทีมงานช่วยดูก่อน
• ไม่ใช้สแตนเลส ทั้ง 304 และ 316L กับน้ำยาโครเมี่ยม (อ่านเหตุผลในสแตนเลส 304 กับ 316)

ดูน้ำยาชนิดอื่นได้ที่ตารางเลือกฮีตเตอร์ตามสารเคมี

ความปลอดภัย

• โครเมียมเฮกซะวาเลนต์เป็นสารก่อมะเร็ง ละอองที่ลอยจากผิวน้ำยาระหว่างชุบเป็นอันตรายต่อทางเดินหายใจ บ่อต้องมีระบบดูดไอ
• คนงานต้องใส่หน้ากากกันไอกรด ถุงมือยาง แว่นตา และผ้ากันเปื้อนกันสารเคมี
• กรดโครมิกเป็นสารออกซิไดซ์แรง ห้ามเก็บใกล้น้ำมัน ผ้า หรือของติดไฟ
• น้ำล้างและกากน้ำยาต้องผ่านระบบบำบัดก่อนปล่อย และต้องทำตามกฎหมายโรงงานและสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้อง

คำถามที่พบบ่อย

ซื้อน้ำยาชุบโครเมี่ยมได้ที่ไหน

ซื้อจากผู้ขายเคมีสำหรับงานชุบโลหะ ที่ให้เอกสาร TDS และ SDS ได้ และตอบคำถามเรื่องการคุมน้ำยาได้ POMEW ไม่ได้ขายน้ำยา เราผลิตแผ่นโครเมี่ยมและฮีตเตอร์สำหรับบ่อชุบ

ชุบโครเมี่ยมเองที่บ้านได้ไหม

ไม่แนะนำ น้ำยาเฮกซะวาเลนต์เป็นสารก่อมะเร็ง ต้องมีระบบดูดไอและบำบัดน้ำเสีย ซึ่งทำที่บ้านไม่ได้ ถ้ามีชิ้นงานไม่กี่ชิ้น ส่งโรงชุบจะคุ้มและปลอดภัยกว่า

สีสเปรย์โครเมี่ยมทนเท่าการชุบไหม

ไม่ทนเท่า สีสเปรย์เป็นชั้นสีที่ดูเงา ขูดแล้วหลุด โดนแดดและน้ำมันนานๆ จะหมอง ผิวชุบโครเมียมจริงแข็งและทนกว่ามาก

น้ำยาชุบโครเมี่ยมสีอะไร

น้ำยาเฮกซะวาเลนต์สีแดงอมน้ำตาลเข้ม จากกรดโครมิก

รู้ได้ยังไงว่าน้ำยาเริ่มมีปัญหา

สังเกตจากผิวชุบ: เริ่มด้าน ชุบช้าลง หรือติดเป็นหย่อม แต่ทางที่แน่นอนคือวิเคราะห์ค่ากรดโครมิก ซัลเฟต และ Cr³⁺ ตามรอบ ไม่ต้องรอให้งานเสียก่อน

ชุบโครเมี่ยมบนพลาสติกได้ไหม

ได้ แต่ต้องทำผิวพลาสติกให้นำไฟฟ้าก่อน แล้วชุบทองแดงและนิกเกิลรองพื้น จากนั้นจึงชุบโครเมียม ขั้นตอนอยู่ในบทความชุบโครเมี่ยม

ทำไมต้องชุบนิกเกิลก่อนชุบโครเมี่ยม

สำหรับงานตกแต่ง ชั้นโครเมียมบางมากและมีรอยร้าวเล็กๆ ชั้นนิกเกิลข้างใต้ทำหน้าที่ให้ความเงาและกันสนิม โครเมียมเป็นชั้นบนสุดที่กันรอยและไม่หมอง

แหล่งอ้างอิง

• ตารางเลือกฮีตเตอร์ตามสารเคมี POMEW: pomew.com/heater/
• NASF (National Association for Surface Finishing): nasf.org
• OSHA, "Hexavalent Chromium": osha.gov
• NMFRC, Hard Chrome Plating Training: nmfrc.org