实用!ABS、PP等材料作塑胶产品电镀6大注意事项及步骤!
与金属制件相比,塑料电镀制品不仅可以实现很好的金属质感,而且能减轻制品重量,在有效改善塑料外观及装饰性的同时,也改善了其在电、热及耐蚀等方面的性能,但电镀用塑料材料的选择却要综合考虑材料的加工性能、机械性能、材料成本、电镀成本、电镀的难易程度以及尺寸精度等因素。
而因其结构上的优势,不仅具有优良的综合性能,易于加工成型,而且材料表面易于侵蚀而获得较高的镀层结合力,所以目前在电镀中应用极为普遍。
抗腐蚀机理
第1步:在零件表面有腐蚀介质时,微孔处暴露在外的镍层作为阳极性镀层先遭受腐蚀,腐蚀电流的大小由铬层的表面积决定,在大量不连续微孔的作用下,遭受腐蚀的镍层面积将大大增多且不连续,在腐蚀电流一定的情况下,这些“微孔”极大的分散了腐蚀电流,降低了腐蚀速率,延缓的腐蚀速度。
第2步:当腐蚀到达光亮镍层时,由于微孔镍电位较光亮镍电位高(大约20mv),此时光亮镍被作为阳极性镀层优先腐蚀,微孔镍中的腐蚀被终止。
第3步:腐蚀在光亮镍中进一步向下延伸直到半光镍时,由于半光镍的电位同样比亮镍高(大约100mv),光亮镍同样被当做了阳极性镀层,此时向下延伸的腐蚀在半光镍被终止,腐蚀方向在光亮镍中横向进行,这样又进一步延缓了腐蚀至底材的时间,大大降底了腐蚀的速度。
1. 塑件选材
塑料的种类很多,但并非所有的塑料都可以电镀。有的塑料与金属层的结合力很差,没有实用价值;有些塑料与金属镀层的某些物理性质如膨胀系数相差过大,在高温差环境中难以保证其使用性能。目前用于电镀最多的是ABS,其次是PP。另外PSF、PC、PTFE等也有成功电镀的方法,但难度较大。
2. 塑件造型设计
在不影响外观和使用的前提下,塑件造型设计时应尽量满足如下要求:
(1) 金属光泽会使原有的缩瘪变得更明显,因此要避免制品的壁厚不均匀状况,以免出现缩瘪,而且壁厚要适中,以免壁太薄(小于1.5 mm),否则会造成刚性差,在电镀时易变形,镀层结合力差,使用过程中也易发生变形而使镀层脱落。
(2) 避免盲孔,否则残留在盲孔内的处理液不易清洗干净,会造成下道工序污染,从而影响电镀质量。
(3) 电镀工艺有锐边变厚的现象。电镀中的锐边会引起尖端放电,造成边角镀层隆起。因此应尽量采用圆角过渡,圆角半径至少0.3 mm 以上。平板形塑件难电镀,镀件的中心部分镀层薄,越靠边缘镀层越厚,整个镀层呈不均匀状态,应将平面形改为略带圆弧面或用桔皮纹制成亚光面。电镀的表面积越大,中心部位与边缘的光泽差别也越大,略带抛物面能改善镀面光泽的均匀性。
(4) 塑件上尽量减少凹槽和突出部位。因为在电镀时深凹部位易露塑,而突出部位易镀焦。凹槽深度不宜超过槽宽的1/3,底部应呈圆弧。有格栅时,孔宽应等于梁宽,并小于厚度的1/2。
(5) 镀件上应设计有足够的装挂位置,与挂具的接触面应比金属件大2~3倍。
(6) 塑件的设计要使制件在沉陷时易于脱模,否则强行脱模时会拉伤或扭伤镀件表面,或造成塑件内应力而影响镀层结合力。
(7) 当需要滚花时,滚花方向应与脱模方向一致且成直线式.滚花条纹与条纹的距离应尽量大一些。
(8) 塑件尽量不要用金属镶嵌件,否则在镀前处理时嵌件易被腐蚀。
(9) 塑件表面应保证有一定的表面粗糙度。
3. 模具设计与制造
为了确保塑料镀件表面无缺陷、无明显的定向组织结构与内应力,在设计与制造模具时应满足下面要求:
(1) 模具材料不要用铍青铜合金,宜用高质量真空铸钢制造,型腔表面应沿出模方向抛光到镜面光亮,不平度小于0.2 m,表面最好镀硬铬。
(2) 塑件表面如实反映模腔表面,因此电镀塑件的模腔应十分光洁,模腔表面粗糙度应比制件表面表面粗糙度高1~2级。
(3) 分型面、熔接线和型芯镶嵌线不能设计在电镀面上。
(4) 浇口应设计在制件最厚的部位。为防止熔料充填模腔时冷却过快,浇口应尽量大(约比普通注射模大1O%),最好采用圆形截面的浇口和浇道,浇道长度宜短一些。
(5) 应留有排气孔,以免在制件表面产生气丝、气泡等疵病。
(6) 选择顶出机构时应确保制件顺利脱模。
4. 注射机选用
注射机选用不当,有时会因为压力过高、喷嘴结构不合适或混料使制件产生较大的内应力,从而影响镀层的结合力。
5. 塑件成型工艺
注塑制件由于成型工艺特点不可避免地存在内应力,但工艺条件控制得当就会使塑件内应力降低到最小程度,能够保证制件的正常使用。
相反,如工艺控制不当,就会使制件存在很大的内应力,不仅使制件强度性能下降,而且在储存和使用过程中出现翘曲变形甚至开裂,从而造成镀层的开裂,甚至脱落。
所以工艺参数的控制应使制件内应力尽可能小。要控制的工艺条件有原材料干燥、模具温度、加工温度、注射速度、注射时间、注射压力、保压压力、保压时间、冷却时间等。
6. 塑件后处理对电镀的影响
由于注塑条件、注射机选择、制件造型设计及模具设计的原因,都会使塑件在不同部位不同程度地存在内应力,它会造成局部粗化不足,使活化和金属化困难,最终造成金属化层不耐碰撞和结合力下降。
试验表明,热处理和用整面剂处理都可有效地降低和消除塑件内应力,使镀层结合力提高20~6O%。此外,成型后的塑件应专门包装、隔离,严禁碰伤、划伤表面,以免影响电镀外观。检验时检验员应戴脱脂手套,防止污染镀件表面,影响镀层结合力。
塑料电镀概述以及ABS的电镀工艺
塑料电镀概述:塑料电镀制品具有塑料和金属两者的特性。它的比重小,耐腐蚀性能良好,成型简便,具有金属光泽和金属的质感,还有导电、导磁和焊接等特性。它可以节省繁杂的机械加工工序、节省金属材料,而且美观,装饰性强,同时,它还提高了塑料伯的机械强度。由于金属镀层对光、大气等外界因素具有较高的稳定性,因而塑料电镀金属后,可防止塑料老化,延长塑料件的使用寿命。随着工业的迅速发展、塑料电镀的应用日益广泛,成为塑料产品中表面装饰的重要手段之一。目前国内外已广泛在ABS、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龙、酚醛玻璃纤维增强塑料、聚苯乙烯等塑料表面上进行电镀,其中尤以ABS塑料电镀应用最广,电镀效果最好。
ABS电镀原理:由于ABS塑料不导电,因此无法在其表面直接电镀金属/合金。因此,在电镀前需要经过化学镀处理。ABS塑料在经过粗化、敏化、还原、解胶加速化等工序后,将在制品的表面形成一层贵金属膜。这层贵金属膜可以起到活性催化的作用,也称催化膜;它可以加速化学镀的还原反应。实践证明,银、钯等贵金属都具有这种催化能力,从而使得化学镀过程进行更加顺利。
ABS塑料电镀工艺及其常见问题分析
使用ABS塑料电镀有以下几个优点:
可以使塑料制品表面具有金属光泽,美观,起到装饰作用;
提高制品表面的机械强度,延长使用寿命;
使塑料制品对光和大气等外界因素具有较高的稳定性,不易老化;
使塑料具有导电、导磁和可焊接性。
ABS塑料电镀的主要工艺流程依次为:除油、粗化、敏化、活化、化学镀、电镀、镀镍、镀铬、成品。以上操作中电镀操作前的五步为化学镀工艺,从电镀操作开始,为常规电镀工艺。
ABS塑料电镀主要工艺流程1、除油
除油的主要目的是脱脂去油,同时降低其表面张力,赋予其表面亲水性。制件在加工或者运输过程中,难免沾到油污、脱模剂和一些杂物,这些影响后续操作的因素必须通过除油操作去除。除油操作对促使粗化均匀、提高镀层结合力、延长粗化液的使用寿命均有一定的作用。
2、粗化
粗化的目的是提高表面粗糙度,增大表面积,以增大金属镀层和塑料的结合力;使塑料表面由憎水变为亲水,各部分被水均匀润湿,以便均匀吸附金属离子。粗化的方法有:机械粗化、溶剂溶胀粗化和化学粗化。
3、敏化
敏化的目的是在制件表面吸附一层容易氧化的物质,以便在活化处理时可发生氧化还原反应,并在制件表面形成具有催化作用的贵金属薄膜。
4、活化
活化的目的是在制件表面先生成一层金属膜(将具有催化性物质如金、铜吸附于敏感化的制件表面),以此作为下一步化学沉积时的催化剂,利于化学镀。
所谓活化处理,就是将吸附有还原剂的制件浸入含有氧化剂的溶液中。一般是浸入贵金属盐类水溶液,于是贵金属离子就被还原剂还原为贵金属,从而在制件表面上形成贵金属膜。这层贵金属可以起到活性催化的作用,也称催化膜,它可以加速化学镀的还原反应。实践证明,金、银、铜、钯等金属都具有这种催化能力。
5、化学镀
经过活化处理后的制件表面,已有一层银或其它金属膜,但因很薄,此时若浸入酸性溶液,银膜会剥落,故需先进行碱性化学镀铜,通过氧化还原反应,在工件表面镀上一层铜,以加强导电层,而后,可以在酸性介质中电镀。化学镀是一种低温下的自动催化还原反应。化学镀完成后,进入常规电镀工艺,制件就可以像金属件一样进行电镀了。
常见质量缺陷的解决办法1、麻点
镀件表面的小凸点或小亮点,由固体杂质的小颗粒沉积在制件表面所致。其产生原因可能是电镀用水有杂质、不干净或电镀槽有固体杂质,建议电镀过程用去离子水并加强过滤效果;粗化过度也会造成麻点,应控制浓度—温度—时间之间的关系,防止粗化过度。
2、针孔
镀件表面的小凹点,主要由电镀过程中制件表面所吸附的氢气没有及时脱离而形成的。产生原因可能是电镀槽中空气搅拌不均匀,应改善空气搅拌,赶走制件表面吸附的氢气。
3、露塑
制件表面没有镀上,主要由前面化学镀没有沉积上,造成后面电镀不成功。产生原因可能是电镀槽被粗化液污染或者化学镀镍反应不够快,局部没有沉积上,应防止粗化液被带入后面的镀槽或者提高槽液浓度。
4、发黄
镀件表面局部颜色呈黄色。主要由于制件铬层(银白色)没有镀上而露出了镍的颜色(白中偏黄色)。产生原因是镀铬电流太小,应增大镀铬电流。
5、烧焦
镀件尖角处突起或粗糙,主要由于电镀过程中制件局部的电流过大,镀层结晶粗糙引起,应降低电镀电流。
6、生锈
镀件表面被腐蚀、变色失去光泽,主要是镀件耐腐蚀性能不佳遭受腐蚀引起。产生原因可能是电镀挂具导电不良造成电镀膜厚度及微孔数不足或者环境中含有强腐蚀介质,如Cl、S等物质,应制作新挂具,改善工艺保证电镀层膜厚及微孔数并改善环境。
7、起泡
镀件表面鼓出气泡,主要由电镀层与塑料层结合力不佳产生分离。产生原因可能是材料性能不佳或粗化过头或欠佳,应选用电镀级ABS或适当降低或提高粗化水平。