В современном производстве иммерсионное золочение и золочение являются распространёнными методами обработки поверхности, широко применяемыми для улучшения внешнего вида изделий, коррозионной стойкости, электропроводности и других свойств. Однако структура затрат на эти два процесса существенно различается. Глубокое понимание этих различий имеет большое значение для предприятий, позволяя им обоснованно выбирать технологические процессы, контролировать производственные затраты и повышать конкурентоспособность на рынке.

Принципы процесса и основа затрат

Процесс золочения, обычно называемый химическим золочением, представляет собой процесс, в котором используются химические окислительно-восстановительные реакции для осаждения слоя золота на медную поверхность материала подложки, например, печатной платы. Принцип заключается в том, что в растворе, содержащем соли золота, ионы золота восстанавливаются с помощью определенного восстановителя и равномерно осаждаются на поверхности подложки. Этот процесс не требует внешнего тока, является относительно мягким и предъявляет относительно простые требования к оборудованию. Однако процесс золочения требует точного контроля таких параметров, как состав, температура и значение pH раствора, для обеспечения качества и однородности толщины золотого слоя. Из-за относительно медленного процесса погружения золота требуется больше времени для достижения желаемой толщины золотого слоя, что в некоторой степени увеличивает временные затраты.

Процесс золочения осуществляется преимущественно по принципу электролиза. В электролитической ячейке обрабатываемая деталь используется в качестве катода, а золото – в качестве анода. Электролитическая ячейка помещается в электролит, содержащий ионы золота. При прохождении электрического тока ионы золота получают электроны на катоде, восстанавливаются до атомов золота и осаждаются на поверхности детали. Этот процесс позволяет быстро осаждать относительно толстый слой золота на поверхности детали, при этом эффективность производства относительно высока. Однако для электролиза требуется специализированное электропитающее оборудование, предъявляющее высокие требования к точности и стабильности работы. В результате соответственно увеличиваются расходы на приобретение и обслуживание оборудования.

Разница в стоимости использования золотого материала

С точки зрения количества используемого золота, процесс золотого покрытия обычно требует большего количества золота. Поскольку золотое покрытие позволяет достичь относительно толстого осаждения слоя золота, его толщина обычно составляет от 0,1 до 2,5 мкм. Напротив, слой золота, полученный в процессе золотого погружения, тоньше. Например, при применении плат печатных плат толщина слоя золота в процессе золотого покрытия обычно составляет около 0,05-0,15 мкм. С увеличением толщины слоя золота количество золотого материала, необходимого для процесса золотого покрытия, линейно возрастает. Более того, во время процесса электролиза, чтобы обеспечить непрерывную подачу осаждаемых ионов и стабильность эффекта гальванопокрытия, концентрацию ионов золота в электролите необходимо поддерживать на определенном уровне, что означает, что в процессе производства будет потребляться больше золотых материалов.

Кроме того, колебания цен на золотосодержащие материалы по-разному влияют на себестоимость этих двух процессов. В связи с относительно небольшим количеством золота, используемого в процессе плавки, изменение себестоимости при колебаниях цен на золото относительно невелико. Что касается процесса золочения, который в значительной степени зависит от золотосодержащего сырья, любые колебания цены на золото окажут значительное влияние на его себестоимость. Например, при резком росте мировых цен на золото стоимость процесса золочения резко возрастет, что окажет значительное давление на предприятия.

Сравнение затрат на оборудование и рабочую силу

Оборудование, необходимое для процесса извлечения золота, относительно простое и включает в себя, в основном, реакционную емкость, систему циркуляции раствора, устройство контроля температуры и т.д. Первоначальная стоимость этих устройств относительно невысока, а расходы на техническое обслуживание в процессе ежедневной эксплуатации также невелики. Благодаря относительной стабильности процесса, технические требования к операторам в основном сосредоточены на контроле и регулировке параметров раствора, а расходы на обучение персонала относительно невелики.

Процесс золочения требует специализированных гальванических источников питания, выпрямителей, гальванических ванн, а также сложных систем фильтрации и циркуляции и другого оборудования. Эти устройства не только дороги, но и потребляют большое количество электроэнергии во время работы, что приводит к высоким амортизационным и энергетическим затратам на оборудование. Между тем, процесс электролиза предъявляет чрезвычайно строгие требования к контролю параметров процесса, таких как плотность тока, напряжение, время гальванизации и т.д. Любое отклонение любого параметра может привести к проблемам с качеством золотого слоя. Это требует от операторов высокой квалификации и богатого опыта, а затраты на обучение персонала и человеческие ресурсы относительно высоки.

Другие соображения относительно факторов стоимости

В реальном производстве существуют и другие факторы, которые могут влиять на стоимость обоих процессов. Например, для приготовления и поддержания растворов в процессе гальванического золочения требуется целый ряд химических реагентов. Хотя стоимость этих реагентов относительно ниже стоимости золотосодержащих материалов, она всё равно составляет значительную сумму в течение длительного периода времени. Более того, сточные воды, образующиеся в процессе осаждения золота, содержат тяжёлые металлы и химические вещества, требующие специальной очистки для соответствия экологическим нормам. Нельзя также игнорировать стоимость очистки сточных вод.

В процессе гальванического золочения могут возникнуть проблемы с качеством слоя золота из-за ненадлежащего контроля процесса, например, из-за недостаточной адгезии слоя золота и неравномерной толщины. В результате этих проблем изделия часто приходится перерабатывать, что не только увеличивает материальные и временные затраты, но и может привести к снижению эффективности производства. Кроме того, процесс золочения предъявляет высокие требования к производственной среде. Необходимо поддерживать чистоту и стабильную температуру и влажность в цеху, что также приводит к некоторому увеличению себестоимости продукции.

Существует множество различий в стоимости процессов золотого литья и золотого гальванопокрытия. При выборе процесса предприятия не могут руководствоваться исключительно стоимостью. Им также необходимо всесторонне учитывать такие факторы, как требования к производительности продукта, масштаб производства и позиционирование на рынке. В крупномасштабных производственных проектах, где контроль затрат имеет большое значение, если продукт не предъявляет высоких требований к толщине и износостойкости золотого слоя, ценовое преимущество золотого литья весьма очевидно. Для некоторых высокотехнологичных продуктов, таких как аэрокосмическое электронное оборудование, требования к производительности и внешнему виду продукта чрезвычайно высоки. Даже если процесс золотого литья является дорогостоящим, предприятия всё равно могут выбрать его для удовлетворения высоких требований к качеству продукции. Только путём всестороннего анализа различных факторов предприятия могут сделать выбор процесса, подходящего для их собственного развития и максимального повышения экономической эффективности.