塑料電鍍工藝簡(jiǎn)介

1、注：僅介紹“水電鍍”,塑料電鍍簡(jiǎn)介,ABS是丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Stylrene)的聚合物，它具有一定的表面硬度、韌性、耐沖擊性、表面光澤，并具有抗化學(xué)腐蝕性、易加工等特性。 簡(jiǎn)單地說(shuō)，ABS電鍍就是將ABS中的B(丁二烯)以化學(xué)方式腐蝕掉，使產(chǎn)品表面呈現(xiàn)一些疏松的細(xì)孔，再附著一層導(dǎo)體(比如銅)使其能夠?qū)щ?，隨后再參照金屬電鍍的方式進(jìn)行電鍍，在其表面鍍上一層金屬薄膜。所以，ABS電鍍是化學(xué)鍍與電鍍的混合。 示意圖如下： (氣泡代表B),塑料電鍍?cè)?素材,電鍍工藝流程框圖,電鍍工藝流程說(shuō)明,如塑料表面油污較多，可先用有機(jī)溶劑除油，然后化學(xué)

2、除油。若油污較少，則僅用化學(xué)除油即可。 有機(jī)除油：下表為常用塑料適用的有機(jī)溶劑,1. 脫脂(也稱除油)：,電鍍工藝流程說(shuō)明,化學(xué)除油可用電鍍前處理的堿性除油液，也有用酸性除油液。但要注意溫度不宜過(guò)高，否則某些塑料容易變形。常用堿性除油工藝如下表：, 化學(xué)除油：,電鍍工藝流程說(shuō)明,粗化的目的是使塑料表面微觀粗糙，使鍍層與基體接觸面積上升，還可使塑料表面由憎水變?yōu)橛H水，以提高塑料表面與鍍層間的結(jié)合力。 化學(xué)粗化液主要成分是鉻酐(CrO3)和硫酸，是一種強(qiáng)氧化性溶液。它成分簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，粗化速度快，效果好。目前，塑料電鍍基本上都采用化學(xué)粗化。,2. 粗化：,3. 中和：,粗化液中含有較多的Cr6+

3、，雖然經(jīng)過(guò)多道水洗，仍可能有少量殘留。中和的目的，就是把產(chǎn)品表面殘留的Cr6+處理掉，保證鍍層中不含有Cr6+。,電鍍工藝流程說(shuō)明,敏化的作用是使工件表面吸附一層容易氧化的物質(zhì)，以便在活化處理(把催化金屬還原出來(lái))時(shí)被氧化，在表面形成活化層或催化膜，可以縮短化學(xué)鍍的誘導(dǎo)期，并保證化學(xué)鍍的順利進(jìn)行。敏化的質(zhì)量對(duì)于塑料電鍍的效果是關(guān)鍵因素。常用的敏化劑是二價(jià)錫鹽和三價(jià)鈦鹽(如：SnCl2，SnSO4，TiCl3等)。 將塑料制件浸到上述敏化液中處理的目的，就是要在塑料表面生成一層易氧化的、微溶于水的凝膠物質(zhì)Sn2(OH)3Cl，但是該物質(zhì)并不是在敏化液中生成的，而是在水洗時(shí)產(chǎn)生的(由于水的PH值遠(yuǎn)

4、大于敏化液，清洗時(shí)立即發(fā)生二價(jià)Sn的水解作用) 所以，從敏化液中取出塑料件應(yīng)注意： 既要清洗干凈，以免污染活化液； 又不能用過(guò)大的流速和過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間沖洗，否則將不利于凝膠物質(zhì)的形成和表面附著。,4. 敏化：,電鍍工藝流程說(shuō)明,將敏化處理時(shí)生成的一層物質(zhì)氧化，在塑料表面產(chǎn)生有催化性的貴金屬薄層，作為化學(xué)鍍時(shí)氧化還原反應(yīng)的催化劑。能起催化作用的貴金屬有金、銀、鉑、鈀等。常用的活化液有兩種類型： 離子型活化液： 應(yīng)用最多的是含Ag+和Pd2+的活化液。當(dāng)經(jīng)過(guò)敏化后的塑料件浸入含有銀離子或鈀離子的溶液中時(shí)，貴金屬離子立即被二價(jià)錫還原，生成貴金屬微粒粘附在塑料表面。這些沉淀就成為化學(xué)鍍的催化結(jié)晶中心。 A

5、gNO3活化液穩(wěn)定性不夠好，使用壽命短，但比較經(jīng)濟(jì)，PdCl2(AuCl2)價(jià)格較貴，但穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)。PdCl2最常用。 膠體鈀活化液： 用膠體鈀活化液進(jìn)行活化亦稱為直接活化法，它是將敏化和活化合并為一步進(jìn)行。膠體鈀活化液穩(wěn)定性相當(dāng)好，使用維護(hù)方便，且比離子型活化液所得鍍層結(jié)合力高。,5. 活化：,6. 解膠或還原,電鍍工藝流程說(shuō)明, 用膠體鈀活化的塑料件，其表面吸附一層膠體鈀微粒為核心的膠團(tuán)。為使鈀能起催化作用，必須進(jìn)行解膠處理，把附著在鈀外面的SnO32-、Sn2+、Cl-等離子去掉。 用硝酸銀或氯化鈀活化的塑料件經(jīng)清洗后，還須進(jìn)行還原處理，其目的能使下一工序化學(xué)鍍加速或防止化學(xué)鍍?nèi)芤?/p>

6、污染。 對(duì)需要化學(xué)鍍鎳的塑料件： 可在3%的次磷酸鈉溶液中，于室溫下處理0.510分鐘，不經(jīng)清洗，直接放入化學(xué)鍍鎳槽中。 對(duì)需要化學(xué)鍍銅的塑料件： 可在10%的甲醛溶液中浸漬，然后直接放入堿性化學(xué)鍍銅槽中進(jìn)行化學(xué)鍍銅。,電鍍工藝流程說(shuō)明,7. 化學(xué)鍍鎳,化學(xué)鍍鎳是以次磷酸鹽為還原劑，經(jīng)自催化電化學(xué)反應(yīng)而沉積出鎳磷合金鍍層的新技術(shù)。鍍鎳過(guò)程由于是在沒有電流通過(guò)的條件下進(jìn)行的，又稱無(wú)電解鍍鎳(Electroless Nickelplating)簡(jiǎn)稱EN技術(shù)。 它具有深鍍能力強(qiáng)、均鍍能力好、鍍層致密、孔隙率低等技術(shù)特點(diǎn)，應(yīng)用范圍已擴(kuò)展到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，目前是全球最優(yōu)秀的表面處理之一。 化學(xué)鍍鎳的

7、特點(diǎn)： 1、鍍層是化學(xué)介的結(jié)合，不脫落，不龜裂，結(jié)合力400Mpa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電鍍鎳。 2、具有高硬度和高耐磨性。在沉積狀態(tài)下，鍍層硬度為HV500-550(HRC49-55)，400熱處理為HV900-1000(HRC69-72)。 3、鍍層系非晶態(tài)，孔隙小，表面光潔，在許多地方可替代不銹鋼。 4、鍍層厚度十分均勻，誤差在2um左右，有很好的“仿型性”，鍍后不需要再進(jìn)行磨削加工。 5、在肓孔、管件、深孔及縫隙的內(nèi)表面可得到均勻鍍層。 6、鍍層的厚度可控，一般為10-15um/h。,電鍍工藝流程說(shuō)明,8. 電鍍：以硫酸銅鍍?cè)槔?，示意圖如下,鍍銅溶液的主要成分是硫酸銅和硫酸，在直流電壓的作用下，

8、在陰、陽(yáng)極上發(fā)生如下反應(yīng)： 陰極： Cu2+獲得電子被還原成金屬銅，在直流情況下電流效率可達(dá)98%以上。Cu2+ + 2e Cu 某些情況下鍍液中存在少量 Cu+，將發(fā)生如下反Cu+ + e Cu 還可能出現(xiàn)Cu2+的不完全還原： Cu2+ + e Cu+ 。 由于銅的還原電位比H+正得多，所以一般不會(huì)有氫氣析出。 陽(yáng)極： 陽(yáng)極反應(yīng)是溶液中Cu2+的來(lái)源：Cu - 2e Cu2+ 在少數(shù)情況下，陽(yáng)極也可能發(fā)生如下反應(yīng)： Cu - e Cu+ 溶液中的Cu+在足夠量硫酸的存在下，可能被空氣中的氧氣氧化成Cu2+：4Cu+ + O2+ 4H+ 4Cu2+ + 2H2O 當(dāng)溶液酸度不足時(shí)，Cu+ 會(huì)

9、水解形成Cu2O，形成所謂銅粉： 4Cu+ + 5H2O 2Cu(OH)2 + 4H+ + Cu2O + H2O 氧化亞銅的生成會(huì)使鍍層粗糙或呈海綿狀，因此在電鍍過(guò)程中應(yīng)盡量避免一價(jià)銅的出現(xiàn)。,9. 化學(xué)反應(yīng)：以電鍍銅為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明如下,電鍍工藝流程說(shuō)明,塑膠件品質(zhì)對(duì)電鍍品質(zhì)的影響,1. 縮水 電鍍后表面更亮，縮水印更加明顯！ 2. 飛邊 因?yàn)榇嬖凇凹舛朔烹姟爆F(xiàn)象，所有邊角的膜厚都會(huì)比平面部分高很多(可能高達(dá)25倍)，所以，電鍍后的飛邊更加明顯而且鋒利。 3. 結(jié)合線 非常輕微的結(jié)合線是可以被蓋住的，但明顯的結(jié)合線則沒辦法。 4. 流紋 跟結(jié)合線差不多的情形 5. 氣倉(cāng)(料沒有烘干) 電鍍后起

10、泡，而且附著力較差，甚至可能會(huì)掉皮 6. 凸點(diǎn) 因?yàn)榇嬖凇凹舛朔烹姟爆F(xiàn)象，凸點(diǎn)會(huì)變得更大 7. 凹點(diǎn) 一般情況下，凹點(diǎn)在電鍍后會(huì)變小一些，但看起來(lái)可能更明顯 8. 異色點(diǎn) 基本上沒有影響，除非是材質(zhì)發(fā)生了改變,一般電鍍件的功能測(cè)試要求,1. 附著力： 常用百格測(cè)試法，一般要求在4B(邊角脫落5%以內(nèi))，最低3B(邊角脫落15%以內(nèi)，且沒有整格脫落) 影響附著力的主要因素： -料溫：一般規(guī)律，ABS在料溫250左右的附著力最佳。 -壓力/速度：內(nèi)應(yīng)力明顯的位置，附著力比較差 -油污：表面最好不要有油，最好不要用脫模劑 -電鍍粗化：溫度偏低或粗化時(shí)間過(guò)短，粗化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也不行 -化學(xué)鍍鎳后放在空氣中

11、時(shí)間較長(zhǎng)，化學(xué)鎳被氧化，導(dǎo)致銅層附著不良 -敏化/活化不良：會(huì)導(dǎo)致化學(xué)鍍鎳不良 2. 硬度： 鉛筆硬度計(jì)，Mitsubishi鉛筆，一般要求2H(六價(jià)鉻)、1H(三價(jià)鉻) 影響硬度的主要因素： -素材本身的硬度 -鍍層的厚度(硫酸銅比較軟，焦磷酸銅比較硬，鉻層最硬) 3. 耐磨擦： RCA試驗(yàn)機(jī)，175g，300次。如果鉻層膜厚達(dá)到0.1um以上，耐磨擦幾乎不會(huì)有問題。,一般電鍍件的功能測(cè)試要求,4. 鹽霧試驗(yàn)： 5% NaCl溶液，35，24H/48H/72H 六價(jià)鉻基本上沒問題，但三價(jià)鉻不容易通過(guò)測(cè)試 -三價(jià)鉻藥水和工藝的歷史比較短，穩(wěn)定性略有不足，目前在持續(xù)改善中。即使是暴露在空氣中，如

12、果時(shí)間長(zhǎng)了，也會(huì)因?yàn)檠趸驅(qū)е卤砻孀凕S、變暗。 5. 恒溫恒濕試驗(yàn)： 高溫80/95%RH/48H，低溫-40/48H 一般較少出問題，可能出現(xiàn)的問題是起泡 -主要跟粗化效果有關(guān)，有時(shí)候也會(huì)因?yàn)榛瘜W(xué)鍍鎳后放在空氣中被氧化，導(dǎo)致銅層附著不良。 6. 冷熱沖擊試驗(yàn)： 高溫85/0.5H，低溫-40/0.5H，溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間在5分鐘內(nèi)完成，20Cycles(不同客戶有不同規(guī)格) 大多數(shù)都不做這項(xiàng)測(cè)試，因?yàn)樵O(shè)備比較貴,電鍍件的其他特點(diǎn),1. 鍍層膜厚： 鉻(Cr)：一般要求0.15um以上，最少0.10um 鎳(Ni)：一般在38um 銅(Cu)：一般510um 總膜厚：一般1020um(有些客戶有特殊要求) 2. 對(duì)尺寸的影響： 從總膜厚看，電鍍對(duì)尺寸的影響比較小。但由于電流分布不均勻，特別是受“尖端放電”的影響，電鍍對(duì)產(chǎn)品邊角部位的尺寸有明顯的影響。 一般測(cè)膜厚是測(cè)平面部位，邊角比較難測(cè)量。根據(jù)X-Ray做對(duì)比測(cè)試的結(jié)果來(lái)看，一般情況下，邊角部位的膜厚相當(dāng)于平面部位的1.53倍，有時(shí)候會(huì)達(dá)到5倍，使邊角部位看起來(lái)好像“腫”了。所以，要特別注意“孔”的尺寸變化。 3. 關(guān)于局部防鍍： 有些產(chǎn)品要求局部防鍍，一般采取噴/