Pulssipinnoitus kultauksessa

Abstract

Insinöörityössä perehdyttiin elektrolyyttiseen pulssipinnoitukseen ja siihen, kuinka sen vaikutukset ilmenevät kultapinnoitteen ominaisuuksissa. Tavoitteena oli selvittää kokeellisesti pulssipinnoitteen jakauman tasaisuutta, sen huokoisuuta ja optimoida pulssiparametreja insinöörityön tilaajayrityksen Eforit Oy:n käyttöä varten.

Kultapinnoitteen pinnoitejakauma ja huokoisuus ovat teorian mukaan niiden ominaisuuksien joukossa, joihin pulssipinnoituksella pystytään vaikuttamaan. Työssä toteutettiin kokeet, joissa tutkittiin jakaumaa ja huokoisuutta vertaillen perinteisellä tasavirralla ja pulssivirralla tuotettuja kultapinnoitteita. Kultapinnoitteen jakaumasta tutkittiin, tasoittaako pulssipinnoitus pinnoitepaksuuseroja pinnoitettavan kappaleen reunojen ja keskiosan välillä. Typpihappohöyrykokeissa selvitettiin standardin mukaisella menetelmällä kultapinnoitteen huokosten määrää ja kokoa eri pinnoitepaksuuksissa.

Jakaumakokeiden tuloksissa yksi kokeen kuudesta pulssimuodoista oli ylitse muiden, kun kultapinnoite erottui parhaalla pinnoitepaksuuksien jakaumalla. Huokoisuuskokeiden mukaan pulssivirralla saatiin tuotettua vähemmän huokoinen kultapinnoite kuin perinteisellä tasavirtaelektrolyysillä. Pinnoitteen kohentuneet ominaisuudet perustuvat pulssipinnoituksen aikaansaamaan dynaamiseen muutostilaan kultauselektrolyytissä.

Insinöörityön koetulokset ja laskelmat raaka-ainesäästöistä vahvistivat pulssipinnoituksen olevan kannattava ratkaisu kultausprosessiin. Insinöörityön aikana toimeksiantajayritys kykeni käyttöönottamaan pulssivirtalaitteen ongelmitta. Pulssipinnoituksessa on vielä monia mahdollisuuksia lisätutkimuksille ja käytön optimointi tulee olemaan pitkäjänteinen kehitysprosessi.

The aim in this Bachelor’s thesis was to examine if pulse plating improves the quality of gold electroplating. Performed tests focused on comparing traditional direct current plating and pulse current plating, which is a specific application of electroplating. According to theory, improved plating distribution and low porosity level of the gold plating should be possible to achieve with pulse plating. The pulse plating examinations were made for Eforit Oy.

Plating distribution means difference in plating thickness between two areas of plated surface. For example, all corners and protruding shapes of objects gather more current and grow thicker deposition layer than flat areas and middle parts of objects. Distribution was examined measuring the plating thicknesses from seven sets of gold plated samples and the results were compared. Porosity levels depend on thickness, quality and microstructure of the gold deposit and smoothness of a base material. A nitric acid vapour test is a standardized procedure to determine porosity of a gold coating. These tests carried out with four different gold coating thicknesses and the results were viewed microscopically.

Tested properties of pulse gold plating were superior to traditional direct current electroplated gold. More even distribution and lower porosity level of gold plating were achieved in the examinations. Improvements on the gold coating induce raw material savings and better corrosion protection to the base material. The development of this application will continue in long-term. There are potential ways to investigate the benefits of gold plating in more detail.