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什么是塑料ABS的电镀工艺?

近年来,塑料电镀广泛应用于塑料件的装饰性电镀。ABS塑料是应用最广泛的一种塑料电镀。

什么是塑料ABS的电镀工艺?
  • 塑料电镀工艺概述
  • ABS电镀原理

我们经常听说金属电镀,但什么是塑料电镀,它是如何应用的呢?ABS塑料因其结构优势,不仅具有优良的综合性能,易于加工成型,而且材料表面不易腐蚀,从而获得较高的涂层结合力。因此在电镀中得到广泛应用。

与普通金属件相比,塑料电镀产品不仅可以达到良好的金属质感,还可以减轻产品的重量。在有效改善塑料制品外观装饰性的同时,还提高了其电、热、耐腐蚀性能,从而提高了其机械表面的强度和稳定性。

对于电镀塑料材料的选择,需要综合考虑材料的加工性能、电镀难易程度、尺寸精度等因素。

塑料电镀工艺概述

塑料电镀产品兼有塑料和金属的特点。比重小,耐腐蚀性好,成型简单,具有金属光泽和金属质感,并具有导电、导磁、焊接等特性。可省去复杂的机械加工工序,节省金属材料,美观且具有装饰性。同时也提高了塑料的机械强度。由于金属镀层对光、大气等外界因素具有较高的稳定性,塑料镀上金属后,可以防止塑料老化,延长塑料制品的使用寿命。随着工业的快速发展和塑料电镀应用的日益广泛,已成为塑料制品表面装饰的重要手段之一。目前国内外已广泛用于ABS、聚丙烯、聚碳酸酯、聚碳酸酯、尼龙、酚醛玻璃钢、聚苯乙烯等塑料的表面电镀。其中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,不能直接在其表面电镀金属/合金。因此,电镀前需要进行化学镀。ABS塑料经过粗化、敏化、还原、加速脱胶后,会在物体表面形成一层薄薄的贵金属薄膜。这层贵金属膜可以起到活性催化的作用,也叫催化膜;能加速化学镀的还原反应。实践证明,银、钯等贵金属具有这种催化能力,使化学镀过程更加顺利。

ABS塑料电镀常见问题及解决方法

ABS 塑料是丙烯腈 (A)、丁二烯 (B) 和苯乙烯 (S) 的三元共聚物。对于电镀级ABS塑料,丁二烯的含量对电镀影响很大,一般应控制在18%~23%。工程塑料丁二烯含量高,流动性好,易成型,与涂层的附着力好。由于ABS是非导体,所以在电镀前必须附上一层导电层。导电层的形成必须经过粗化、中和、敏化、活化、化学镀等几个步骤,比金属电镀复杂,生产中容易出现问题。

常见问题及解决方案

电镀件容易浮起,与衣架接触的地方容易被烤焦。由于塑料的比重小,在溶液中很容易漂浮。灯罩的形状像一个小盘子,内表面凹陷,侧面有两个小孔。起初,只用一根铜线夹住两个小孔进行电镀。由于电镀时会释放气体,灯罩容易与铜线分离,而铜线也较轻,不足以使灯罩浸入溶液中。经过塑化处理后,在铜线上附加了重物,解决了漂浮问题。铜线与灯罩的接触点烧焦,塑料外露,是导电不良造成的。为了解决工件漂浮和导电问题,我们设计了专用夹具。夹子有一定的重量,装上灯罩后不再漂浮,用两片较宽的导电片夹住灯罩的孔,使各处电流均匀,不会烧坏触点。

灯罩化学镀铜时出现气泡,电镀后气泡变大,可解除塑料电镀工艺流程:除油→水洗→粗化→水洗→敏化→自来水洗→去离子水洗→活化→水洗→化学镀铜→水洗→电镀→水洗→烘干。

从以上可以看出,化学镀铜前任何一个步骤出现问题都会引起起泡。造成塑件附着力差的原因有很多。脱脂工序和粗化工序往往容易出问题。不完全脱脂会导致剥落和脱落。灯罩采用化学除油(塑料件不宜用有机溶剂除油)。操作时,温度升至65~70℃,不断摇动工件,直至清洗后无水滴为止。

粗化是ABS塑料电镀中非常重要的一道工序。粗化不足会降低结合力;过度粗化会使孔变大变形,结合力也会下降。因为敏化剂中的二价锡极不稳定,敏化剂很容易失效。如果不调整,激活会失败。活化不充分会导致化学镀层沉积不完全;过度活化会导致表面活性金属过度还原,形成不连续的薄膜,也会降低结合力。注塑从脱脂开始,严格按照脱脂液配方和操作条件,并检查粗化过程的时间和温度,以及新配制的敏化液和活化液。结果,化学镀铜后仍然出现气泡。经过多次反复试验,结果都是一样的。最后得出结论,鼓泡不是脱脂、粗化、敏化、活化造成的。这时怀疑是不是材料的成分和成型工艺有问题,因为ABS塑料的成分和成型工艺与电镀有直接关系。ABS颗粒容易吸水。要求注射前水分含量小于0.1%。必须在80℃的热风烘箱中烘干2-4小时,周围环境必须干燥。

不能将其他成分混入 ABS 塑料中。通过调查,我们发现注塑厂在潮湿的仓库地面上堆放了许多成型的ABS塑料件,注塑前的原材料没有干燥。在我们的指导下,将待注塑成型的原料在80℃下烘干2~4小时,经检验符合电镀要求后进行注塑成型。改进后的灯罩电镀后起泡问题不再出现。

电镀后灯罩表面出现黑点。无光灯罩化学镀铜后,转入电镀工序。我们使用的工艺是镀镍→镀铜→镀光亮镍→镀铬。镀铜液比较稳定。主要问题是铜阳极在电镀时容易产生铜粉(Cu2O),铜粉进入镀液会造成镀层粗糙。我们用耐腐蚀的阳极布包裹阳极,然后将其放入阳极套中。电镀后,经常拆开清洗。因此,镀铜后的表面光亮细腻​​,没有任何问题。零件镀光亮镍后,表面无光泽,有暗斑。加入光亮剂后,问题并没有消除。浴液分析表明,各成分含量均在范围内。镀液放置过夜后,将上清液全部倒入备用镀液中,发现镀液底部有黄褐色泥状沉淀物。

经分析,原因是镀镍液温度过高,光亮剂分解。电镀时,空气搅拌装置将槽底的污泥翻起,与镍离子一起沉积在镀层上,造成毛边和黑点。后来还发现,由于镀镍和镀铬使用的是一套导电棒,所以导电棒在镀铬时有铬酐残留。镀镍时,铬容易被带入镍槽;又因为吊架没有绝缘,镀铜杂质被带入镍液中,都是发黑的原因。在0.5A/dm2的电流密度下,可以通过电解去除铜杂质。要去除六价铬,首先,用硫酸调节镀液的pH值至3左右,然后加入0.2~0.4g/L的亚硫酸钠,搅拌使六价铬还原为三价铬,然后用低电流密度去除三价铬。最后用活性炭过滤去除有机杂质。浴液处理后,镀镍后无黑点出现。镀铬时,灯罩凹部采用象形阳极,最后电镀的灯罩光亮细致,符合产品要求。浴液处理后,镀镍后无黑点出现。镀铬时,灯罩凹部采用象形阳极,最后电镀的灯罩光亮细致,符合产品要求。浴液处理后,镀镍后无黑点出现。镀铬时,灯罩凹部采用象形阳极,最后电镀的灯罩光亮细致,符合产品要求。

总结:

  1. 塑件的成分和成型工艺不容忽视,这往往是电镀工人不容易注意到的问题。
  2. 电镀时应设计专用挂具。
  3. 注意罐液的维护,使各组分保持在工艺规范内。
  4. 加强工序间的清洁,不要带入其他杂质。

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