2 เมษายน 2569 วัสดุฐานสำหรับการชุบโลหะ
ทำไม "วัสดุฐาน" ถึงสำคัญ?
ในกระบวนการชุบโลหะ สิ่งที่ลูกค้าส่วนใหญ่ให้ความสนใจคือ "ชุบด้วยอะไร" เช่น นิกเกิล ดีบุก หรือซิงค์ แต่สิ่งที่มีผลต่อคุณภาพงานไม่แพ้กันคือ "วัสดุของชิ้นงานเอง" หรือที่เรียกว่า Base Metal (วัสดุฐาน)
วัสดุฐานที่แตกต่างกัน มีผลต่อ:
- การยึดเกาะของชั้นชุบ — วัสดุบางชนิดต้องผ่านขั้นตอนพิเศษก่อนชุบ
- ขั้นตอนการเตรียมผิว (Pre-treatment) — แตกต่างกันตามชนิดวัสดุและเกรด
- ความทนทานของผลลัพธ์สุดท้าย — วัสดุฐานที่ไม่เหมาะสมนำไปสู่ชั้นชุบที่หลุดลอกได้ง่าย
- การเลือกชนิดการชุบที่เหมาะสม — เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมต้องการขั้นตอน Activation พิเศษ
T.M.K Plating รับชุบวัสดุหลัก 3 ประเภท: เหล็ก (Steel/Iron), ทองแดง (Copper) และ ทองเหลือง (Brass) ซึ่งแต่ละประเภทมีหลายเกรดย่อยที่มีคุณสมบัติและข้อควรระวังแตกต่างกัน
1. เหล็ก (Steel / Iron)
เหล็กเป็นวัสดุฐานที่พบมากที่สุดในงานชุบโลหะ ครอบคลุมชิ้นส่วนยานยนต์, เครื่องจักร, น็อต-สกรู, บัสบาร์เหล็ก และชิ้นส่วนโครงสร้างต่างๆ เหล็กมีหลายเกรดซึ่งส่งผลต่อความยากง่ายในการชุบและขั้นตอน Pre-treatment
เหล็กธรรมดา / Low Carbon Steel (SPCC, SS400, A36)
คุณสมบัติ:
- คาร์บอน < 0.25% — อ่อน งอได้ง่าย
- SPCC: แผ่นเหล็กรีดเย็น ผิวเรียบ
- SS400: เหล็กโครงสร้างทั่วไป
- ราคาถูก หาง่าย ใช้งานทั่วไปมากที่สุด
การชุบที่เหมาะสม:
- ชุบได้ทุกชนิด: Ni, Sn, Zn, Cu
- ก่อนชุบ: ล้างไขมัน + กัดกรด (Pickling) ด้วย HCl หรือ H₂SO₄
- ชุบ Barrel เหมาะมากสำหรับ งานขนาดเล็กจำนวนมาก
- ชุบ Rack เหมาะสำหรับชิ้นงานใหญ่หรือแผ่น
เหล็กกล้าคาร์บอนกลาง–สูง (Medium / High Carbon Steel: S45C, S50C, SKD11)
คุณสมบัติ:
- S45C: คาร์บอน ~0.45% — แข็ง ทนการสึกหรอ
- S50C: คาร์บอน ~0.50% — แข็งกว่า S45C
- SKD11: Tool Steel — ความแข็งสูงมาก
- ใช้ทำแม่พิมพ์, เพลา, เฟือง, ชิ้นส่วนที่รับแรงสูง
ข้อควรระวังในการชุบ:
- ชุบนิกเกิล (Rack) เป็นที่นิยม เพิ่มทนสึก
- ระวัง Hydrogen Embrittlement — ต้องทำ Baking (180–220°C, 2–4 ชม.) หลังชุบ
- กรดในการ Pickle ต้องควบคุม — กรดแรงเกินทำให้เปราะ
- SKD11 อาจต้องทำ Activation ด้วย HCl พิเศษ
เหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless Steel: SUS304, SUS316, SUS430)
คุณสมบัติ:
- SUS304: 18%Cr-8%Ni — Austenitic, ทั่วไปที่สุด
- SUS316: เพิ่ม Mo 2% — ทนกรดและคลอไรด์ได้ดีกว่า
- SUS430: Ferritic (ไม่มี Ni) — ราคาถูกกว่า
- มีชั้น Passive Oxide (Cr₂O₃) บนผิวโดยธรรมชาติ
ข้อควรระวัง (สำคัญมาก!):
- ต้องผ่าน Activation ก่อนชุบเสมอ เพื่อทำลายชั้น Cr₂O₃
- วิธี Activation: แช่ใน HCl เข้มข้น หรือ Electrolytic Activation
- หากข้ามขั้นตอน Activation — ชั้นชุบจะไม่ยึด หลุดลอกแน่นอน
- นิยมชุบนิกเกิลเพื่อเพิ่มความเงาและทนกัดกร่อนเพิ่มเติม
หมายเหตุ: ลูกค้าที่ส่งชิ้นงาน SUS ต้องแจ้งเกรดให้ชัดเจน เพื่อให้ทีมวิศวกรเลือก Pre-treatment ที่ถูกต้อง มิฉะนั้นชั้นชุบอาจหลุดภายในไม่กี่วัน
เหล็กหล่อ (Cast Iron: FC200, FCD450)
คุณสมบัติ:
- FC200: Gray Cast Iron — เปราะ แต่ทนแรงอัด
- FCD450: Ductile Iron — เหนียวกว่า FC200
- มีกราไฟต์กระจายอยู่ในเนื้อเหล็ก
- ใช้ทำเสื้อสูบ, ฝาสูบ, ตัวเรือนปั๊ม
ข้อควรระวัง:
- กราไฟต์บนผิวขัดขวางการยึดเกาะของชั้นชุบ
- ต้องขัดหรือ Blast ผิวก่อนเสมอ เพื่อเปิดผิวโลหะ
- นิยมชุบนิกเกิลหรือทองแดงเป็น Strike Layer ก่อน
- ไม่เหมาะกับงานชุบ Barrel เพราะชิ้นงานเปราะ ต้องใช้ Rack
2. ทองแดง (Copper)
ทองแดงเป็นวัสดุที่นิยมนำมาชุบโลหะมากในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และงานระบบไฟฟ้า ทองแดงมีคุณสมบัตินำไฟฟ้าสูง แต่มีข้อเสียคือเกิด Oxide (สนิมเขียว) ได้ง่ายเมื่อสัมผัสอากาศ การชุบโลหะจึงช่วยปกป้องและเพิ่มคุณสมบัติผิวได้อย่างมาก
ทองแดงบริสุทธิ์ C1020 — Oxygen-Free Copper (OFC)
คุณสมบัติ:
- ความบริสุทธิ์ ≥ 99.99% Cu
- ไม่มีออกซิเจนในเนื้อโลหะ
- นำไฟฟ้าและความร้อนสูงที่สุด
- ใช้ทำ Bus Bar, Conductor ระบบไฟฟ้าแรงสูง
การชุบที่เหมาะสม:
- ชุบดีบุก (Tin) — ป้องกัน Oxide เพิ่มการนำไฟฟ้า
- ชุบนิกเกิล (Nickel) — เป็น Barrier ป้องกัน Cu Migration
- ก่อนชุบ: ล้างไขมัน + กัดกรดเบาๆ (เช่น H₂SO₄ 10–15%)
- ไม่ควรใช้กรด HCl เข้มข้น เพราะทำให้ผิวขรุขระ
ทองแดง C1100 — Electrolytic Tough Pitch (ETP)
คุณสมบัติ:
- ความบริสุทธิ์ 99.90% Cu
- มี Oxygen เล็กน้อย (~200–400 ppm)
- ทั่วไปที่สุดในตลาด ราคาถูกกว่า C1020
- ใช้ทำสายไฟ, แผ่น PCB, ขั้วต่อทั่วไป
การชุบที่เหมาะสม:
- ชุบดีบุก, นิกเกิล, เงิน, ทองคำ ได้ตามปกติ
- ยึดเกาะดี ไม่มีปัญหา Oxide ชั้นหนาแน่น
- ก่อนชุบ: Degrease + กัดกรด H₂SO₄ เบาๆ
- เหมาะทั้ง Barrel (ชิ้นเล็ก) และ Rack (บัสบาร์)
ทองแดง C1220 — Phosphorus Deoxidized Copper (PDC)
คุณสมบัติ:
- ทองแดงที่ผ่านการ Deoxidize ด้วยฟอสฟอรัส
- ทนความร้อนได้ดีกว่า C1100 (ไม่เปราะในสภาพร้อน)
- นำไฟฟ้าต่ำกว่า C1020 เล็กน้อย (~85–90% IACS)
- ใช้ทำท่อทองแดง, Heat Exchanger, งานเชื่อม
ข้อควรระวัง:
- ฟอสฟอรัสบนผิวอาจขัดขวางการยึดเกาะ
- ต้องล้างให้สะอาดและกัดกรดอย่างระมัดระวัง
- ชุบนิกเกิลหรือดีบุกได้ดี แต่ต้องควบคุม Pre-treatment
3. ทองเหลือง (Brass)
ทองเหลืองเป็นโลหะผสมระหว่าง ทองแดง (Cu) และสังกะสี (Zn) ในสัดส่วนต่างๆ มีสีเหลืองทอง ดูสวยงาม ทนทาน และง่ายต่อการกลึง จึงนิยมใช้ทำ Connector, วาล์ว, ข้อต่อ, ชิ้นส่วนเครื่องใช้ไฟฟ้า และงานตกแต่ง
ทองเหลือง C2600 — Yellow Brass (70Cu-30Zn)
คุณสมบัติ:
- Cu 70% / Zn 30% — Alpha Brass
- ดัดงอง่าย ทนการดึงสูง
- ผิวเหลืองสวย ใช้ทำเครื่องประดับ, กระสุน, Connector
- ประมวลผลได้ดีทั้งรีด, ดึง, ปั๊ม
การชุบที่เหมาะสม:
- ชุบนิกเกิล — ป้องกันการเกิดสนิมเขียว เพิ่มความแข็ง
- ชุบดีบุก — เพิ่มการนำไฟฟ้า เหมาะ Electrical Contact
- ก่อนชุบ: ล้างด้วยด่าง + กัดกรด H₂SO₄ อ่อนๆ
- ระวัง: กรดแรงเกินจะละลาย Zn ออกจากผิว เกิด Dezincification
ทองเหลือง C3604 — Free Cutting Brass (กลึงง่าย)
คุณสมบัติ:
- Cu ~60% / Zn ~38% / Pb ~2%
- ตะกั่ว (Pb) ทำให้กลึงง่าย เศษสั้น เครื่องมือสึกน้อย
- ที่นิยมใช้มากที่สุดสำหรับงาน CNC กลึง
- ใช้ทำข้อต่อประปา, วาล์ว, ชิ้นส่วนนาฬิกา, Connector
ข้อควรระวัง (สำคัญ!):
- มีตะกั่ว (Pb) — ตรวจสอบ RoHS! ชิ้นงานที่ต้องผ่าน RoHS ต้องใช้ตัวเลือก Lead-Free Brass แทน
- Pb บนผิวขัดขวางการยึดเกาะชั้นชุบ ต้องล้างและ Activate ผิวอย่างพิถีพิถัน
- นิยมชุบนิกเกิล + ดีบุก เพื่อเพิ่มทนทานและนำไฟฟ้า
ทองเหลือง C2801 / C2700 — Muntz Metal (60Cu-40Zn)
คุณสมบัติ:
- Cu 60% / Zn 40% — Alpha-Beta Brass
- ราคาถูกกว่า Yellow Brass เพราะ Zn มากกว่า
- แข็งกว่า C2600 แต่ดัดงอได้น้อยกว่า
- ใช้ทำชิ้นส่วนที่หล่อหรือรีดร้อน เช่น ตัวเรือน วาล์ว
ข้อควรระวัง:
- Beta Phase (Zn-rich) ทำให้เสี่ยง Dezincification สูงกว่า C2600
- ต้องควบคุมความเข้มข้นกรดใน Pre-treatment อย่างระมัดระวัง
- ชุบนิกเกิลหรือทองแดง Strike ก่อนชุบชั้นหลักเสมอ
ตารางสรุปวัสดุฐานและการชุบที่เหมาะสม
| วัสดุ | เกรด/มาตรฐาน | ชุบที่แนะนำ | วิธีชุบ | ข้อควรระวัง |
|---|---|---|---|---|
| เหล็ก (Steel) | SPCC, SS400 (Low Carbon) | Ni, Sn, Zn, Cu | Barrel / Rack | Degrease + Pickle (HCl/H₂SO₄) ทั่วไป |
| S45C, S50C (Medium-High C) | Ni (Rack), Zn | Rack | ระวัง H₂ Embrittlement — ต้อง Baking หลังชุบ | |
| SUS304, SUS316 (Stainless) | Ni, Cu Strike + Ni | Rack | ต้อง Activation ก่อน — ทำลาย Cr₂O₃ layer | |
| FC200, FCD450 (Cast Iron) | Ni, Cu Strike + Ni | Rack เท่านั้น | Blast ผิวก่อน — กราไฟต์ขัดขวางการยึดเกาะ | |
| ทองแดง (Copper) | C1020 (OFC) | Sn, Ni | Rack (บัสบาร์), Barrel | กัดกรด H₂SO₄ เบาๆ ไม่ใช้ HCl |
| C1100 (ETP) | Sn, Ni, Ag, Au | Barrel / Rack | Pre-treatment ทั่วไป ยึดเกาะดี | |
| C1220 (PDC) | Sn, Ni | Rack | ฟอสฟอรัสบนผิวต้องกัดออกก่อนชุบ | |
| ทองเหลือง (Brass) | C2600 (70Cu-30Zn) | Ni, Sn | Barrel / Rack | ระวัง Dezincification — กรดอ่อนๆ เท่านั้น |
| C3604 (Free Cutting, มี Pb) | Ni, Sn | Barrel / Rack | ตรวจ RoHS; Pb ขัดขวางยึดเกาะ — Activation พิเศษ | |
| C2801 (60Cu-40Zn) | Ni, Cu Strike + Ni | Rack | เสี่ยง Dezincification สูง — ควบคุม pH กรดอย่างดี |
ขั้นตอน Pre-treatment ตามประเภทวัสดุ
ก่อนชุบโลหะทุกชนิด ชิ้นงานต้องผ่านการ เตรียมผิว (Pre-treatment) อย่างถูกต้อง ความสะอาดและการยึดเกาะของชั้นชุบขึ้นอยู่กับขั้นตอนนี้เป็นหลัก:
1. Alkaline Cleaning
(ล้างด้วยด่าง)
ล้างไขมัน น้ำมัน สิ่งสกปรกทั่วไปออกจากผิวด้วยสารละลายด่าง อุณหภูมิ 50–70°C ใช้ได้กับทุกวัสดุ
2. Acid Pickling
(กัดกรด)
กำจัด Oxide, สนิม และชั้น Scale บนผิวด้วยกรด HCl หรือ H₂SO₄ ความเข้มข้นและเวลาขึ้นกับชนิดวัสดุ
3. Activation
(เฉพาะบางวัสดุ)
จำเป็นสำหรับ Stainless Steel, Cast Iron และโลหะบางชนิด เพื่อให้ชั้นชุบยึดเกาะได้ดี
สัญญาณเตือน: วัสดุฐานที่ต้องแจ้งล่วงหน้า
ลูกค้าควรแจ้งวิศวกรชุบล่วงหน้าหากชิ้นงานเป็น:
- Stainless Steel ทุกเกรด — ต้องการ Activation พิเศษ ราคาและเวลาต่างจากเหล็กธรรมดา
- เหล็กชุบแข็ง (Hardened Steel) ที่มีความแข็ง > 40 HRC — เสี่ยง H₂ Embrittlement สูง ต้องทำ Baking
- ทองแดงหรือทองเหลืองที่ผ่านการเชื่อม — บริเวณ HAZ (Heat Affected Zone) มีคุณสมบัติต่างจากชิ้นงานหลัก
- ชิ้นงาน Casting (เหล็กหล่อ, ทองแดงหล่อ) — ผิวพรุน ต้องการขั้นตอนเพิ่มเติม
- C3604 หรือทองเหลืองที่มีตะกั่ว — ตรวจสอบ RoHS compliance ก่อนชุบ
ไม่แน่ใจว่าชิ้นงานของคุณเป็นวัสดุอะไร?
T.M.K Plating มีทีมวิศวกรผู้เชี่ยวชาญที่พร้อมช่วยวิเคราะห์วัสดุฐานและแนะนำกระบวนการชุบที่เหมาะสม:
- วิเคราะห์วัสดุฐานฟรี — แจ้ง Grade หรือส่งตัวอย่าง เราช่วยระบุ
- ออกแบบ Pre-treatment เฉพาะสำหรับวัสดุของคุณ
- ทดลองชุบฟรี ก่อนตัดสินใจสั่งจริง เพื่อตรวจสอบการยึดเกาะ
- ตรวจสอบ RoHS ของสารเคมีที่ใช้ชุบทุกไลน์ผลิต
- เคลมฟรี หากผลงานไม่เป็นไปตามที่ตกลง
สนใจทดลองชุบหรือสอบถาม โทร 02-701-4978 | 08-1466-4969 หรือ ติดต่อเราออนไลน์
