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塑料电镀技术及常用电镀塑料ABS电镀问题及解决方法

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电镀工艺:

电镀是利用电极通过电流,使金属附著于物体表面上, 其目的是在改变物体表面之特性或尺寸。电镀一般分为湿法电镀和干法电镀两种。所谓的湿法就是平常所说的水镀,干法就是平常说的真空镀,水镀是把镀层金属通过电极法,产生离子置换附着到镀件表面,而真空镀是利用高压,大电流,使镀层金属在真空的环境下,瞬间汽化成离子再蒸镀到镀件表面,水镀附着力好,后期不需要其他处理,真空镀附着力较差,一般需要在表面做PU或者UV,一般用于电镀的塑胶是ABS或PC+ABS混合材料,而PC不可以电镀,所以可以利用此特性用ABS与PC做双色注塑后,再去水镀可以做透光与电镀的组合效果。常见的水镀有镀铬、镍、金等,真空镀一般是镀铝。电镀件可以镀成七彩的颜色。由于电镀的不可遮挡性,对于需要局部电镀的物体我们不能使用常规的遮挡方式。通常采用以下两种方法:

1.在工件表面不需电镀的地方涂绝缘油,从而阻止该部位发生电镀。

2.依据注塑材料的不同性能(可电镀与不可电镀)采用双色注塑。如采用ABS和PC双色注塑,ABS可电镀,PC不可电镀,从而达到工件的局部电镀,由于电镀对环境影响较大,采用镀硒钴的方式可以代替镀亚光铬效果。但成本增加,考虑出口欧美产品使用。

TCL的一款手机使用镀金效果,成本相对比较高。

§镀黑镍效果,黑镍相对比附着力差容易掉,所以表面喷一层光油起保护作用。电镀件依据表面的不同(可以在模具上去实现)可以有多种效果,如模拟金属表面效果:喷砂氧化、高光旋切、不锈钢等效果,在对工件强度要求不高的情况下可以用塑料件电镀来代替

二、双色注塑:

双色注塑工艺实际是保持后模不变,前模有两个模腔。先是一种材料正常注塑,然后前模旋转180度到另外一个型腔后再次注塑。在模具内直接成型两种不同材料。譬如ABS+PC配合,ABS+ABS 常用于手机按键。汇美现有两台双色注塑机,可供批量生产

三、IMD工艺

IMD其实是IN MOLDING DECORATION 的简称。即模内转印技术。IMD分为两大类, 一类在注塑模腔里预置的是PC,PMMA片即IML(模内贴标技术)工艺。该工艺对预置片材的厚度大小有一定的要求,一般厚度不能超过40MM,大小视整个塑胶件大小而定。另一类则是PET,前者成品就压成了PC片,后者只把PET链上的油墨带走,但PET材料(链子,又称FOIL)不被压进零件。 

前者因PC厚,只可用丝网印,所以效果较粗糙,如MOTOROLA的V66的前盾牌形状已经算是很精致了,其IMD其实是INSERT MODELING。后者因PET薄,可用胶版印,很细腻,尤其电镀和透明,金属及表面细腻纹理都很好,电饭煲空调控制面板就是典型的IMD,是把一个丝印好的PET薄膜放到注塑模具里进行注塑。材料一般是PC、透明ABS、PMMA。注塑后薄膜和塑料结合为一体。MOTOROLA的V60的前电镀和黑色肌理效果就是一个例子。

四、喷油技术

喷油有普通的喷油与双色喷油,喷涂环境在15°C到30°C,湿度在40%到70%之间比较好,理想的喷涂环境在25°C的恒温的防尘室里。喷油的颜色的光泽度一般选10°以上,不要选低光泽亚光,因为其表面的硬度会比较低,在1H以下,不耐磨。为了提高耐磨,一般都要求油漆干后硬度在2H以上,但是当硬度太高的时候会使油漆很脆,所以一般表面硬度不要超过4H,为了达到表面硬度要求,一般选择双组合的交联型的油漆,当今最流行还是PU油和UV油,其表面硬度可以到达3H。
对于双色喷油,要做的漂亮,在产品设计的时候一定要有美工槽,尺寸深0.5到0.8,宽0.8到1.0,如果没有美工槽,也可以用贴纸或者夹具去做,但喷油的边缘线很难做到平直,往往有由飞油等造成的锯齿状缺陷。有时虽然有美工槽,但如果没有合适的气辅夹具,喷双色油时也会出现飞油缺陷。

双组份漆:顾名思义双组份漆即是有两种油漆组成。通常一种是物色的光油或固化剂等,目的通过一次喷涂达到两次喷涂的效果,成倍提高生产效率。但通常双组份漆的光泽度不及二次喷涂来得好。例如我们VS500就采用这种工艺生产。

五、精密模具制造:

所谓精密模具制造是指使型腔的加工不是用传统的电火花放电加工后再去省模而成,而是直接采用利用高速精密铣床加工型腔,不需要电火花加工或者很少电火花加工,不需要省模或者很少省模,模具加工周期大大缩短,由于没有电火花对模具表面的损害,所以模具寿命提高30%以上。

六、铝合金外壳的加工

用铝合金做PDA,MP3等的外观,质感好,现代感,科技感强。所用的铝合金一般有T1050,T1060,T5052,T6063等,其中的第二位表示铝合金中另外一种合金的代号,最后一位数字指铝的含量是百分之多少。例如T1050就是表示铝的纯度达到99.5%。这些产品的铝外壳的厚度一般在0.3到1.0,表面处理有拉丝,喷砂,皮花,电蚀,放射纹与高光,采用拉深工艺制作,记得产品设计的时候各直角圆弧过度,拉深边不能太深。高光一般采用钻石刀高速切削,放射纹也是。

七、油漆

按化学结构分

1,挥发自干型,象普通的单液机壳油。

2,交联反应型,象PU,UV等。

按体系分

1,水性,如乳胶漆,环保型的。

2,油性,PU,UV等,对环境有一定的污染。

新型油漆有

1,防静电油漆

2,橡胶(质感)漆

3,变色油漆(加了变色珠光粉)

4,镜面油漆,光泽好,看上去象电镀样

ABS塑料电镀问题及解决方法

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。 

1.问题及解决方法 

1.1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。 

1.2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。 

1.3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。

2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。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。 

4)加强工序间的清洗,不要把其它杂质带入。

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