塑料电镀工艺

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欢迎访问e展厅 展厅 7 喷涂/清洗/表面工程展厅 PVD涂层设备, 电镀设备, 热镀锌设备, 超声波清洗机, 静电喷粉机, ... 一、塑料电镀制品的应用 塑料电镀工艺在本世纪 60-年代已实现工业化，目前工程塑料的电镀技术已日趋完善，而耐热性、耐药品性好，机械强度优异的超工程塑料的电镀工艺正在研制之中。用品质优良、价格较低的塑料制品代替金属材料不仅可以降低生产成本，而且也大大降低产品重量。 塑料制品电镀不仅可提高其装饰效果而且也能更好发挥塑料本来的特性，因此在要求电性能好的电子电器领域，塑料电镀制品越来越受欢迎。 最初塑料电镀制品主要用于汽车工业，如做车轮护罩，汽车门把手等，目前已大量用在办公设备及通信设备上，如做个人电脑机壳的电磁屏蔽罩等。随着研究的深入，塑料电镀制品的应用将会日益广泛。 二、塑料电镀工艺原理 塑料湿法电镀工艺基本流程为： 除油一(预处理)一浸蚀一中和一(表面清洗)一添加催化剂一活化一非电解电镀一电镀。 各个步骤的作用和原理如下。 (1)除油 由于塑料制品表面常沾有指纹、油污等有机物，以及靠静电作用而附着的灰 尘等无机物，这些污垢都应加以去除。常用于除油的碱性试剂有硅酸盐和磷酸盐两类,其中硅酸盐会在表面形成硅酸盐薄膜，对后续浸蚀处理有影响，所以通常使用磷酸盐除油剂。 (2)预浸蚀 由于工程塑料及超工程塑料耐化学药品性能好，一般难以被化学药品浸蚀， 因此在浸蚀之前要进行预浸蚀。预浸蚀常使用有机溶剂，利用有机溶剂使塑料表面产生膨润。经过预浸蚀处理可提高浸蚀加工效果。有的塑料较易被化学药品浸蚀，则可省略预浸蚀步骤。 (3)浸蚀 浸蚀是采用强氧化剂或强酸、强碱对塑料进行化学处理，使塑料表面有选择 性的溶解，产生凹凸不平的固定点—，结果使电镀产生良好的外观并保证镀层附着性好。如ABS 塑料(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物)采用铬酸和硫酸的混合液做浸蚀剂， 在强氧化性的 铬酸作用下， 塑料中的丁二烯氧化形成羰基等极性基并在塑料表面产生固定点。这些固定点是发生电镀的有利位置。又如工程塑料和超工程塑料经预浸蚀处理后， 再在铬酸作用下，膨润的表面层就会局部产生氧化的固定点。而有无机物或玻璃纤维做填充剂的工程塑料；在强氧化剂的浸蚀作用下，填充剂溶解脱落而在塑料表面形成固定点。含有酯类结构的塑料在强酸、强碱浸蚀下也会解离而形成活化的固定点。 (4)中和 经浸蚀处理后必须去除塑料表面残留的浸蚀剂，如用盐酸做浸蚀剂，需用氢氧化钠等碱中和。如用铬酸做浸蚀赳，表面上有残留的铬酸，会使后续的非电解电镀产生的镀层无法在塑料表面形成，导致镀层附着下降，外观不好，此时通常使用有还原性的盐酸或有机酸去除之。 (5)表面清理 对工程塑料和超工程塑料需要这一步骤，目的为在后续的添加催化剂处 理步骤中提高表面对催化剂(金属钯)的吸附性。 (6)添加催化剂及活化处理 为使非电解电镀得到良好的效果，在塑料表面要吸附催化剂金属钯。具体作法为把塑料浸渍在含有氯化钯和二氯化锡的溶液(催化剂 C)中浸渍。再在碱液或酸液中进行活化处理(多采用在硫酸或盐酸溶液中活化处理)以促进金属钯的生成。 (7)非电解电镀 非电解电镀(又称化学电镀)是不依靠外界电流作用，而依靠化学试剂 的氧化还原反应在物体表面沉积一层金属的方法。 如化学镀银即是利用甲醛或还原性糖与银 氨络合物发生氧化还原反应在金属、 玻璃÷塑料等的表面沉积一层银的方法。 化学镀镍即是 把被镀件浸入硫酸镍、次磷酸二氢钠(NaH2PO2)、柠檬酸(螯合剂)组成的混合溶液中在一定 pH 值和温度下；溶液中镍离子被次磷酸二氢钠还原为金属并沉积在表面上。在这个反应中 钯起催化剂的作用。化学镀铜，即把被镀件浸入硫酸铜，酒石酸钾钠(螯合剂)和甲醛组成的混合溶液中，在碱性条件下，溶液中的铜离子被甲醛还原成金属铜而沉积在表面上。为使电镀层获得满意效果， 在完成第一次化学镀层之后需继续多次进行化学镀层以提高 镀层厚度。或利用化学镀层的导电性用常规电镀方法继续进行电镀处理。 三、塑料电镀影响因素 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。(end)

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