塑料电镀问题的原因分析和快速解决方法
近年来,塑料电镀已被广泛应用在塑料零件的装饰性电镀上。ABS塑料是塑料电镀中应用最广的一种。ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)的三元共聚物。对电镀级ABS塑料来说,丁二烯的含量对电镀影响很大,一般应控制在18%～23%。丁二烯含量高,流动性好,易成型,与镀层附着力好。由于ABS是非导体,所以电镀前必须附上导电层。形成导电层要经过粗化、中和、敏化、活化、化学镀等几个步骤,比金属电镀复杂,在生产中容易出现问题。我们从ABS,塑料电镀的工艺出发,分析原因并找出了解决的办法。
问题及解决方法
2.1 镀件易漂浮,与挂具接触的地方易被烧焦因为塑料的比重小,所以在溶液中易浮起。灯罩外形就象一个小盘一样,内表面凹进去,边上有两个小孔,开始只用一根铜丝卡着两个小孔进行电镀。由于电镀中气体的放出,灯罩易与铜丝脱离,加之铜丝也轻,不足以使灯罩浸入溶液里。后来在铜丝上附上重物,解决了漂浮问题。铜丝与灯罩的接触点被烧焦,并露出塑料,是因导电不良引起的。为了解决工件漂浮与导电问题,我们设计了专门的夹具。夹具有一定的重量,上灯罩后不再浮起,再用两个较宽的导电片卡在灯罩的孔上,使各处电流均匀,接触点就不会烧焦了
2.2 灯罩化学镀铜时出现气泡,电镀后气泡变大,并可以揭起塑料电镀的工艺流程为: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→干燥。由以上可知,化学镀铜前的任何步骤出现问题都会导致鼓泡。引起结合力不好的原因有很多,经常易出现问题的是除油过程和粗化过程。除油不彻底,会引起掉皮、脱落。灯罩采用的是化学除油(塑料件不适宜用有机溶剂除油),操作时,温度升高到65～70℃,不断地抖动工件,直到水洗后不挂水珠为止。粗化是ABS塑料电镀中很重要的过程。粗化不足,结合力下降;粗化过度,又会使孔变大变形,结合力也会降低。由于敏化液中二价锡极不稳定,所以敏化液易失效,如不调整,会导致活化失败。活化不足,会使化学镀层沉积不全;而活化过度,使活性金属在表面还原过多而形成不连续膜层,也会使结合力下降。我们从除油开始,严格按除油液配方和操作条件,又检查粗化工序的时间、温度,新配制了敏化液和活化液,结果化学镀铜后仍出现气泡。几次反复试验,结果一样,最后断定鼓泡不是由除油、粗化、敏化、活化引起的。此时怀疑是否料的成分及成型工艺有问题,因为ABS塑料的成分及成型工艺与电镀有直接的关系。ABS颗粒易吸水,要求压注前水份含量低于0.1%,必须在80℃热风干燥箱中烘干2～4h,周围环境也必须干燥。ABS塑料中不能混入其它成分。我们通过调查发现注塑厂将大量成型的ABS塑料件堆放在潮湿的库房地面上,而且注塑前的原料未经烘干。在我们的指导下,将要注塑的原料在80℃下烘干2～4h,经检验符合电镀要求后再进行注塑。改进后的灯罩电镀后鼓泡问题再没有出现。
灯罩电镀后表面出现黑斑,无光泽灯罩化学镀铜后,转入电镀工序,我们采用的工艺流程是:镀镍→镀铜→镀亮镍→镀铬。镀铜溶液比较稳定,主要问题是铜阳极在电镀中易产生铜粉(Cu2O),铜粉进入镀液会引起镀层粗糙。我们用耐蚀性阳极布包住阳极再放入阳极套中,电镀后经常打开清洗,因此,镀铜后表面光亮、细致、没出现任何问题。零件镀亮镍后表面无光泽,而且有黑斑,加光亮剂后,问题仍未消除,分析槽液,各成分含量均在范围之内。槽液放置一夜后,把上清液全部倒到备用槽,发现镀槽底部有黄褐色泥状沉淀物。经分析是由于镀镍溶液温度偏高,光亮剂分解所致,电镀时,空气搅拌装置把槽底的泥渣翻起来,同镍离子一起沉积到镀层上,造成毛刺和黑斑。后来还发现,由于镀镍、镀铬同用一套导电棒,导电棒上带有镀铬时留下的铬酐,镀镍时,易将铬带入镍槽中;又由于挂具没有绝缘,镀镍溶液中带入了铜杂质,这些都是引起发黑的原因。铜杂质可用0.5A/dm2电流密度电解除去。去除六价铬,先用硫酸调节镀液pH至3左右,然后加入亚硫酸钠0.2～0.4g/L,搅拌,使六价铬还原为三价铬,然后用低电流密度除去三价铬。最后用活性炭处理过滤除去有机杂质。槽液经处理后,镀镍后再没有出现黑斑。套铬时,灯罩的凹部采用象形阳极,最后镀出的灯罩光亮、细致,符合产品要求。
结论
1)塑料件的成分及成型工艺不能忽视,这往往是电镀工作者不易觉察的问题。
2)电镀时要设计专用的挂具。
3)注意槽液的维护,使各成分保持在工艺规范内。
4)加强工序间的清洗,不要把其它杂质带入。
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