電鍍耐腐蝕性能與磁拉力之間的平衡

講一下最近幾天的一個表面處理的例子。

我們受委託設計並製造一款新型錨磁鐵。此磁鐵用於港口固定船舶和設備。
客戶給予產品的尺寸和拉力的要求。
首先，我們確定錨的磁鐵尺寸。拉力的關鍵之一是外殼需要足夠厚，否則磁力會從外殼的其他兩側分散，而不是集中在我們想要的一側。如下圖所示，這兩個磁罐的外殼尺寸相同，但右邊的磁鐵較大。右邊的磁力會更好嗎？不一定。因為一部分磁力會穿過其他兩側，耗盡其能量。而左邊的磁罐隔離性好，所有磁力都集中在一側，使拉力最大。

回到錨磁鐵，我們做了一個模組，把磁鐵盤放在底部，測試了它的拉力，顯示它可以提供超過1000kg的拉力。

客戶也很高興我們快速製作了樣品，沒有浪費太多磁力，但他們希望延長使用壽命，希望鹽霧測試結果能超過300小時。

目前磁鐵的表面處理是鍍鎳，5級電鍍，即便如此，最好的效果也是可以保持150小時左右不生鏽。

一種方法是用橡膠覆蓋鎳包層。橡膠是一種很好的隔離材料，可以切斷水和電離原子的傳輸，並且耐磨性也很好。

但是包層是有厚度的！尤其是橡膠。橡膠厚度在0.2~0.3mm，但破碎力降到了700kg以下。

這種厚度會讓性能差異很大，如果要保持相同的拉力，就需要增加磁鐵和外殼的尺寸。這會增加很多成本。考慮到生命週期和整體成本，這顯然不是最佳選擇。

另一種方法是添加陽極棒與磁鐵連接，這樣我們可以透過犧牲陽極來保護它。但是，這需要在外殼上鑽孔以留出陽極棒的空間，這需要一個新的模具。所以，這是一個潛在的選擇。

另外，外殼也有生鏽問題。我們決定在外殼上噴漆。但是噴漆和橡膠塗層一樣，也有厚度。根據測試，噴漆會使錨的拉力降低15%。

因此我們最終決定採用Cr塗層，這既可以保護外殼，又可以使磁鐵與外殼保持最小距離，以確保磁力不會下降太多。

因此，我們需要在電鍍耐腐蝕性和磁拉力之間取得平衡，同時考慮產品的壽命和成本，找到最適合產品的方法。