Inom modern tillverkning är nedsänkt guld och guldplätering vanliga ytbehandlingsmetoder som används flitigt för att förbättra produkters estetik, korrosionsbeständighet, konduktivitet och andra egenskaper. Det finns dock betydande skillnader i kostnadsstrukturen för dessa två processer. En djupgående förståelse av dessa skillnader är av stor betydelse för att företag ska kunna välja processer på ett rimligt sätt, kontrollera produktionskostnader och förbättra konkurrenskraften på marknaden.
Processprinciper och kostnadsbas
Förgyllningsprocessen, vanligtvis hänvisande till kemisk förgyllning, är en process som använder kemiska oxidations-reduktionsreaktioner för att avsätta ett lager av guld på kopparytan av ett substratmaterial, såsom ett kretskort. Principen är att i en lösning som innehåller guldsalter reduceras guldjoner genom ett specifikt reduktionsmedel och avsätts jämnt på substratytan. Denna process kräver ingen extern ström, är relativt mild och har relativt enkla krav på utrustningen. Förgyllningsprocessen kräver dock exakt kontroll av parametrar som lösningens sammansättning, temperatur och pH-värde för att säkerställa guldskiktets kvalitet och tjocklek. På grund av den relativt långsamma guldsänkningsprocessen krävs en längre bearbetningstid för att uppnå önskad guldskikttjocklek, vilket i viss mån ökar tidskostnaden.
Förgyllningsprocessen uppnås huvudsakligen genom principen elektrolys. I den elektrolytiska cellen används arbetsstycket som ska behandlas som katod och guld som anod, och placeras i elektrolyten som innehåller guldjoner. När en elektrisk ström passerar genom, tar guldjonerna upp elektroner vid katoden, reduceras till guldatomer och avsätts på arbetsstyckets yta. Denna process kan snabbt avsätta ett relativt tjockt guldlager på arbetsstyckets yta, och produktionseffektiviteten är relativt hög. Elektrolysprocessen kräver dock specialiserad strömförsörjningsutrustning, vilket har höga krav på utrustningens precision och stabilitet. Som ett resultat ökar även inköps- och underhållskostnaderna för utrustningen i motsvarande grad.
Kostnadsskillnaden för guldmaterialanvändning
När det gäller mängden guld som används kräver guldpläteringsprocessen vanligtvis mer guld. Eftersom guldplätering kan uppnå en relativt tjock guldbeläggning ligger dess tjockleksintervall i allmänhet mellan 0,1 och 2,5 μm. Däremot är guldskiktet som erhålls genom guldsänkningsprocessen tunnare. Till exempel, vid tillämpning av kretskort är tjockleken på guldskiktet i guldpläteringsprocessen i allmänhet cirka 0,05-0,15 μm. Med ökande tjocklek på guldskiktet ökar mängden guldmaterial som krävs för guldpläteringsprocessen linjärt. Dessutom, under elektrolysprocessen, för att säkerställa kontinuerlig tillförsel av beläggningsjoner och stabiliteten i elektropläteringseffekten, måste koncentrationen av guldjoner i elektrolyten bibehållas på en viss nivå, vilket innebär att mer guldmaterial kommer att förbrukas under produktionsprocessen.
Dessutom har prisfluktuationerna för guldmaterial olika grad av inverkan på kostnaderna för de två processerna. På grund av den relativt lilla mängden guldmaterial som används i guldsänkningsprocessen är kostnadsförändringen relativt liten vid fluktuationer i guldpriserna. När det gäller förgyllningsprocessen, som är starkt beroende av guldmaterial, kommer eventuella fluktuationer i guldpriset att ha en betydande inverkan på dess kostnad. Till exempel, när det internationella guldpriset stiger kraftigt, kommer kostnaden för förgyllningsprocessen att öka snabbt, vilket utövar ett betydande kostnadstryck på företagen.
Jämförelse av utrustnings- och arbetskostnader
Utrustningen som krävs för guldsänkningsprocessen är relativt enkel och inkluderar huvudsakligen reaktionstank, lösningscirkulationssystem, temperaturkontrollanordning etc. Den initiala inköpskostnaden för dessa anordningar är relativt låg, och under den dagliga driften är underhållskostnaden inte heller hög. På grund av den relativt stabila processen fokuserar de tekniska kraven för operatörerna huvudsakligen på övervakning och justering av lösningsparametrar, och kostnaden för personalutbildning är relativt låg.
Förgyllningsprocessen kräver specialiserade strömförsörjningar för elektroplätering, likriktare, elektropläteringstankar, samt komplexa filtrerings- och cirkulationssystem och annan utrustning. Dessa anordningar är inte bara dyra, utan förbrukar också en stor mängd el under drift, vilket resulterar i höga avskrivningar och energikostnader för utrustningen. Samtidigt har elektrolysprocessen extremt strikta kontrollkrav för processparametrar, såsom strömtäthet, spänning, elektropläteringstid etc. Varje avvikelse i någon parameter kan leda till kvalitetsproblem med guldlagret. Detta kräver att operatörerna har hög yrkesskicklighet och rik erfarenhet, och både kostnaden för manuell utbildning och personalresurser är relativt hög.
Andra kostnadsfaktorer som beaktas
I själva produktionen finns det fortfarande några andra faktorer som kan påverka kostnaderna för de två processerna. Till exempel krävs en mängd olika kemiska reagens vid lösningsberedning och underhåll i förgyllningsprocessen. Även om kostnaden för dessa reagens är relativt lägre än för guldmaterial, utgör den fortfarande en betydande kostnad under en lång tidsperiod. Dessutom innehåller avloppsvattnet som genereras under gulddeponeringsprocessen tungmetaller och kemiska ämnen, vilka kräver specialiserad behandling för att uppfylla miljöskyddsstandarder. Kostnaden för avloppsrening kan inte heller ignoreras.
Under galvaniseringsprocessen för förgyllning kan problem med guldskiktets kvalitet uppstå på grund av felaktig processkontroll, såsom otillräcklig vidhäftning av guldskiktet och ojämn tjocklek. När dessa problem uppstår måste arbetsstyckena ofta omarbetas, vilket inte bara ökar material- och tidskostnaderna utan också kan leda till en minskad produktionseffektivitet. Dessutom har förgyllningsprocessen höga krav på produktionsmiljön. Det är nödvändigt att upprätthålla renlighet och stabil temperatur och fuktighet i verkstaden, vilket också kommer att öka produktionskostnaden i viss mån.
Det finns flera kostnadsskillnader mellan guldsänkningsprocessen och guldpläteringsprocessen. När företag väljer processer kan de inte bara bedöma utifrån kostnad. De måste också ta hänsyn till faktorer som produktens prestandakrav, produktionsskala och marknadspositionering. I storskaliga produktionsprojekt där kostnadskontroll är av stor betydelse, om produkten inte har särskilt höga krav på guldskiktets tjocklek och slitstyrka, är kostnadsfördelen med guldsänkningsprocessen ganska uppenbar. För vissa avancerade produkter, såsom elektronisk flyg- och rymdutrustning, är kraven på produktens prestanda och utseende extremt höga. Även om guldpläteringsprocessen är kostsam kan företag fortfarande välja denna process för att möta produkternas höga kvalitetskrav. Endast genom att heltäckande väga olika faktorer kan företag göra processval som är lämpliga för sin egen utveckling och maximera kostnadseffektiviteten.