We współczesnym przemyśle, złocenie zanurzeniowe i złocenie galwaniczne to powszechne metody obróbki powierzchni, szeroko stosowane w celu poprawy estetyki produktu, odporności na korozję, przewodności i innych właściwości. Istnieją jednak znaczne różnice w strukturze kosztów tych dwóch procesów. Dogłębne zrozumienie tych różnic ma ogromne znaczenie dla przedsiębiorstw, umożliwiając im racjonalny dobór procesów, kontrolę kosztów produkcji i poprawę konkurencyjności rynkowej.

Zasady procesu i podstawa kosztów

Proces złocenia, zazwyczaj odnosząc się do chemicznego złocenia, to proces, który wykorzystuje chemiczne reakcje utleniania i redukcji w celu osadzenia warstwy złota na miedzianej powierzchni materiału podłoża, takiego jak płytka PCB. Zasada polega na tym, że w roztworze zawierającym sole złota jony złota są redukowane przez specjalny środek redukujący i równomiernie osadzane na powierzchni podłoża. Proces ten nie wymaga zewnętrznego prądu, jest stosunkowo łagodny i ma stosunkowo proste wymagania sprzętowe. Jednak proces złocenia wymaga precyzyjnej kontroli parametrów, takich jak skład, temperatura i wartość pH roztworu, aby zapewnić jakość i jednorodność warstwy złota. Ze względu na stosunkowo powolny proces topienia złota, wymagany jest dłuższy czas obróbki, aby uzyskać pożądaną grubość warstwy złota, co w pewnym stopniu zwiększa koszty.

Proces złocenia odbywa się głównie poprzez elektrolizę. W elektrolizerze obrabiany przedmiot służy jako katoda, a złoto jako anoda. Następnie umieszcza się go w elektrolicie zawierającym jony złota. Podczas przepływu prądu elektrycznego jony złota zyskują elektrony na katodzie, redukują się do atomów złota i osadzają się na powierzchni przedmiotu obrabianego. Proces ten pozwala na szybkie osadzenie stosunkowo grubej warstwy złota na powierzchni przedmiotu obrabianego, a wydajność produkcji jest stosunkowo wysoka. Jednak proces elektrolizy wymaga specjalistycznego zasilania, które stawia wysokie wymagania dotyczące precyzji i stabilności. W rezultacie odpowiednio rosną również koszty zakupu i konserwacji sprzętu.

Różnica w kosztach wykorzystania złota

Proces złocenia zazwyczaj wymaga większej ilości złota, biorąc pod uwagę ilość użytego złota. Ponieważ złocenie pozwala na uzyskanie stosunkowo grubej warstwy złota, jej zakres grubości wynosi zazwyczaj od 0,1 do 2,5 μm. Natomiast warstwa złota uzyskana w procesie zatapiania jest cieńsza. Na przykład, w przypadku płytek PCB, grubość warstwy złota w procesie złocenia wynosi zazwyczaj około 0,05-0,15 μm. Wraz ze wzrostem grubości warstwy złota, ilość złota potrzebna do procesu złocenia liniowo rośnie. Ponadto, podczas procesu elektrolizy, aby zapewnić ciągłe dostarczanie jonów osadowych i stabilność efektu galwanizacji, stężenie jonów złota w elektrolicie musi być utrzymywane na określonym poziomie, co oznacza, że w procesie produkcyjnym zostanie zużyta większa ilość złota.

Ponadto wahania cen materiałów zawierających złoto mają różny wpływ na koszty obu procesów. Ze względu na stosunkowo niewielką ilość materiału zawierającego złoto użytego w procesie topienia, zmiana kosztów jest stosunkowo niewielka w obliczu wahań cen złota. W przypadku procesu złocenia, który w dużej mierze opiera się na materiałach zawierających złoto, wszelkie wahania ceny złota będą miały znaczący wpływ na jego koszt. Na przykład, gdy cena złota na rynkach światowych gwałtownie wzrośnie, koszt procesu złocenia gwałtownie wzrośnie, wywierając znaczną presję kosztową na przedsiębiorstwa.

Porównanie kosztów sprzętu i pracy

Sprzęt niezbędny do procesu wytapiania złota jest stosunkowo prosty i obejmuje głównie zbiornik reakcyjny, system cyrkulacji roztworu, urządzenie do kontroli temperatury itp. Początkowy koszt zakupu tych urządzeń jest stosunkowo niski, a podczas codziennej eksploatacji koszty utrzymania również nie są wysokie. Ze względu na stosunkowo stabilny proces, wymagania techniczne stawiane operatorom koncentrują się głównie na monitorowaniu i regulacji parametrów roztworu, a koszty szkolenia personelu są stosunkowo niskie.

Proces galwanizacji wymaga specjalistycznych zasilaczy galwanicznych, prostowników, wanien galwanicznych, a także skomplikowanych systemów filtracji i cyrkulacji oraz innego sprzętu. Urządzenia te są nie tylko drogie, ale również zużywają duże ilości energii elektrycznej podczas pracy, co przekłada się na wysokie koszty amortyzacji i zużycia energii. Jednocześnie proces elektrolizy wymaga niezwykle rygorystycznej kontroli parametrów procesu, takich jak gęstość prądu, napięcie, czas galwanizacji itp. Każde odchylenie od któregokolwiek parametru może prowadzić do problemów z jakością warstwy złota. Wymaga to od operatorów wysokich kwalifikacji zawodowych i bogatego doświadczenia, a koszty szkoleń manualnych i zasobów ludzkich są stosunkowo wysokie.

Inne czynniki wpływające na koszty

W rzeczywistej produkcji istnieją jeszcze inne czynniki, które mogą wpływać na koszty obu procesów. Na przykład, w procesie przygotowywania i konserwacji roztworu w procesie złocenia, wymagane są różnorodne odczynniki chemiczne. Chociaż koszt tych odczynników jest stosunkowo niższy niż w przypadku materiałów zawierających złoto, to i tak stanowi on znaczny wydatek w dłuższej perspektywie. Ponadto ścieki powstające podczas procesu osadzania złota zawierają metale ciężkie i substancje chemiczne, które wymagają specjalistycznego oczyszczania, aby spełnić normy ochrony środowiska. Nie można również ignorować kosztów oczyszczania ścieków.

Podczas procesu galwanizacji złota mogą wystąpić problemy z jakością warstwy złota z powodu niewłaściwej kontroli procesu, takie jak niedostateczna przyczepność warstwy złota i nierównomierna grubość. W przypadku wystąpienia tych problemów, obrabiane przedmioty często wymagają ponownej obróbki, co nie tylko zwiększa koszty materiałów i czasu, ale może również prowadzić do spadku wydajności produkcji. Ponadto proces galwanizacji złota wiąże się z wysokimi wymaganiami dotyczącymi środowiska produkcyjnego. Konieczne jest utrzymanie czystości oraz stabilnej temperatury i wilgotności w warsztacie, co również w pewnym stopniu zwiększa koszty produkcji.

Istnieje wiele różnic w kosztach między procesem złocenia a procesem galwanizacji. Wybierając procesy, przedsiębiorstwa nie mogą kierować się wyłącznie kosztami. Muszą również kompleksowo uwzględnić takie czynniki, jak wymagania dotyczące wydajności produktu, skala produkcji i pozycja rynkowa. W przypadku projektów produkcyjnych na dużą skalę, gdzie kontrola kosztów ma kluczowe znaczenie, jeśli produkt nie ma szczególnie wysokich wymagań dotyczących grubości i odporności na zużycie warstwy złota, przewaga kosztowa procesu galwanizacji jest oczywista. W przypadku niektórych produktów wysokiej klasy, takich jak sprzęt elektroniczny dla przemysłu lotniczego i kosmicznego, wymagania dotyczące wydajności i wyglądu produktu są niezwykle wysokie. Nawet jeśli proces złocenia jest kosztowny, przedsiębiorstwa mogą nadal wybierać ten proces, aby sprostać wysokim wymaganiom jakościowym swoich produktów. Tylko poprzez kompleksową analizę różnych czynników przedsiębiorstwa mogą dokonać wyboru procesu odpowiedniego dla własnego rozwoju i zmaksymalizować opłacalność.