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ABS塑料电镀的通用工艺流程及操作条件

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-21  浏览次数:950

ABS塑料电镀工艺可以分为三大部分,这就是前处理工艺、化学镀工艺和电镀工艺。每个部分含有若干流程或工序。下面将分别加以详细的介绍。

 

(1)前处理工艺

 

前处理工艺包括表面整理、内应力检查、除油和粗化。分述如下。

 

   ①表面整理。在ABS塑料进行各项处理之前,要对其进行表面整理,这是因为在塑料注塑成型过程中会有应力残留。特别浇口和与浇口对应的部位,会有内应力产生。如果不加以消除,这些部位会在电镀中产生镀层起泡现象。在电镀过程中如果发现某一件产品的同一部位容易起泡,就要检查是否是浇口或与浇口对应的部位,并进行内应力检查,但是为了防患于未然,预先进行去应力是必要的。

 

一般性表面整理可以在20%丙酮溶液中浸5~10s。

 

去应力的方法是在80℃恒温下用烘箱或者水浴处理至少8h。

 

②内应力检查方法。在室温下将注塑成型的ABS塑料制品放人冰醋酸中浸2~3min,然后仔细地清洗表面,晾干。在40倍放大镜或立体显微镜下观察表面,如果呈白色表面且裂纹很多,说明塑料的内应力较大,不能马上电镀,要进行去应力处理。如果呈现塑料原色,则说明没有内应力或内应力很小。内应力严重时,经过上述处理,不用放大镜就能够看到塑料表面的裂纹。

 

③除油。可以有很多商业的除油剂选用,也可以采用以下配方:

 

磷酸钠

20g/L

乳化剂

lmL/L

氢氧化钠

5g/L

温度

60℃

碳酸钠

20g/L

时间

30min

 

除油之后,先在热水中清洗,然后在清水中清洗干净,再在5%的硫酸中中和后,再清洗,才进入粗化工序,这样可以保护粗化液,使之寿命得以延长。

 

④粗化。ABS塑料的粗化方法有三类,即高硫酸型、高铬酸型和磷酸型,从环境保护的角度看,现在宜采用高硫酸型。

 

   a.高硫酸型粗化液

 

硫酸(质量分数)

80%

温度

50~60℃

铬酸(质量分数)

4%

时间

5~15 min

 

这种粗化液的效果没有高铬酸型的好,因此时间上长一些好。

 

b.高铬酸型粗化液

 

铬酐(质量分数)

26%~28%

温度

50~60℃

硫酸(质量分数)

13%~23%

时间

5~10 min

 

这种粗化液通用性比较好,适合于不同牌号的ABS,对于含8成分较少的要适当延长时间或提高一点温度。

 

  c.磷酸型粗化液

 

磷酸(质量分数)

20%

温度

60℃

硫酸(质量分数)

50%

时间

5~15min

铬酐

30g/L

   

   这种粗化液的粗化效果较好,时间也是以长一点为好,但是成分多一种,成本也会增加一些,所以一般不大用。

 

所有粗化液的寿命是以所处理塑料制品的量和时间成正比的。随着粗化量的加大和时间的延长,三价铬的量会上升,粗化液的作用会下降,可以分析加以补加,但是当三价铬太多时,处理液的颜色会呈现墨绿色,要弃掉一部分旧液后再补加铬酸。

 

粗化完毕的制件要充分清洗。由于铬酸浓度很高,首先要在回收槽中加以回收,再经过多次清洗,并浸5%的盐酸后,再经过清洗方可进入以下流程。

 

(2)化学镀工艺

 

化学镀工艺包括敏化、活化、化学镀铜或者化学镀镍。由于化学镀铜和化学镀镍要用到不同的工艺,所以将分别介绍两组不同的工艺。

 

①化学镀铜工艺

 

a.敏化

 

氯化亚锡

l0g/L

温度

l5~30℃

盐酸

40mL/L

时间

l~3min

 

在敏化液中要放人纯锡块,可以抑制四价锡的产生。经敏化处理后的制件在清洗后要经过蒸馏水清才能进入活化,以防止氯离子带入而消耗银离子。

 

 b.银盐活化

 

硝酸银

3~5g/L

温度

室温

氨水

加至透明

时间

5~lOmin

   

这种活化液的优点是成本较低,并且较容易根据活化表面的颜色变化来判断活化的效果。因为硝酸银还原为金属银活化层的颜色是棕色的,如果颜色很淡,活化就不够,或者延长时间,或者活化液要补料。也可以采用钯活化法,这时可以用前面已经介绍过的胶体钯法,也可以采用下述分步活化法。如果是胶体钯法,则上道敏化可以不要,活化后加一道解胶。

 

C.钯盐活化

 

氯化钯

0.2~O.4g/L

温度

25~40℃

盐酸

l~3mL/L

时间

3~5min

 

经过活化处理并充分清洗后的塑料制品可以进入化学镀流程。活化液没有清洗干净的制品如果进入化学镀液,将会引起化学镀的自催化分解,这一点务必加以注意。

 

  d.化学镀铜

 

硫酸铜

7g/L

甲醛

25mL/L

氯化镍

lg/L

温度

20~25℃

氢氧化钠

5g/L

pH值

11~12.5

酒石酸钾钠

20g/L

时间

l0~30min

   

   化学镀铜的最大问题是稳定性不够,所以要小心维护,采用空气搅拌的同时能够进行过滤更好。在补加消耗原料时,以lg金属4mL还原剂计算。

 

②化学镀镍工艺

 

a.敏化

 

氯化亚锡

5~20g/L

温度

25~35℃

盐酸

2~10mL/L

时间

3~5min

 

b.活化

 

氯化钯

0.4~0.6g/L

温度

25~40℃

盐酸

376mL/L

时间

3~5min

 

化学镀镍只能用钯做活化剂而很难用银催化,同时钯离子的浓度也要高一些。现在大多数已经采用一步活化法进行化学镀镍。也就是采用胶体钯法一步活化。由于表面活性剂技术的进步,在商业活化剂中,金属钯的含量已经大大降低,0.1g/L的钯盐就可以起到活化作用。

 

c.化学镀镍

 

硫酸镍

10~20g/L

pH值(氨水调)

8~9

柠檬酸钠

30~60g/L

温度

40~50℃

氯化钠

30~60g/L

时间

5~15min

次亚磷酸钠

5~20g/L

   

   化学镀镍的导电性、光泽性都优于化学镀铜,同时溶液本身的稳定性也比较高。平时的补加可以采用镍盐浓度比色法进行。补充时硫酸镍和次亚磷酸钠各按新配量的50%~60%加入即可。每班次操作完成后,可以用硫酸将pH值调低至3~4,这样可以较长时间存放而不失效。加工量大时每天都应当过滤,平时至少每周过滤一次。

 

(3)电镀工艺

 

电镀工艺分为加厚电镀、装饰性电镀和功能性电镀三类。

 

①加厚电镀。由于化学镀层非常薄,要使塑料达到金属化的效果,’镀层必须要有一定的厚度,因此要在化学镀后进行加厚电镀。同时,加厚电镀也为后面进一步的装饰或者功能性电镀增加了可靠性,如果不进行加厚镀,很多场合,镀层在各种常规电镀液内会出现质量问题,主要是上镀不全或局部化学镀层溶解导致出现废品。

 

   a.第一种加厚液

 

硫酸镍

150~250g/L

pH值

3~5

氯化镍

30~50g/L

阴极电流密

度0.5~1.5A/dm2

硼酸

30~50g/L

时间

视要求而定

温度

30~40℃

 

b.第二种加厚液

 

硫酸铜

150~200g/L

硫酸

47~65g/L

温度

l5~25℃

添加剂

0.5~2mL/L

阴极电流密度

0.5~1.5A/dm2。

阳极

酸性镀铜专用磷铜阳极

   

阴极移动或镀液搅拌

 

时间:视要求而定其中电镀添加剂可以用任何一种市场有售的商业光亮剂。

 

c.第三种加厚液

 

焦磷酸铜

80~100g/L

pH值

8~9

焦磷酸钾

260~320g/L

温度

40~45℃

氨水

3~6mL/L

阴极电流密度

0.3~1A/dm2

 

以上三种加厚镀液对于化学镀镍都适用,但以镀镍加厚为宜,而化学镀铜则采用硫酸盐镀铜即可。

 

②装饰性电镀

 

a.酸性光亮镀铜

 

硫酸铜

185~220g/L

阴极电流密度

2~5A/dm2

硫酸

55~65g/L

商业光亮剂

1~5mL/L

阳极

酸性镀铜用磷铜阳极

温度

l5~25℃

时间

30min阴极移动

 

阳极移动

 

b.光亮镀镍

 

硫酸镍

280~320g/L

温度

40~50℃

氯化镍

40~45f/L

pH值

4~5

硼酸

30~40f/L

阴极电流密度

3~3.5A/dm2

商业光亮剂

2~5mL/L

时间

l0~15min.

 

以上两种工艺都要求阴极移动或镀液的搅拌。最好是采用循环过滤,既可以搅拌镀液,又可以保持镀液的干净。

 

装饰性电镀可以是铜一镍一铬工艺,也可以是光亮铜再进行其他精饰,比如刷光后古铜化处理,也可以在光亮铜后加镀光亮镍,再镀仿金等。

 

  c.装饰性镀铬

 

铬酸

280~360g/L

槽电压

3.5~8V

氟硅酸钠

5~10g/L

阴极电流密度

3~10A/dm2

硅酸

0.2~lg/L

时间

2~5min

温度

35~40℃

  

   这是适合于塑料电镀的低温型装饰镀铬,但是由于铬的使用越来越受到限制,将会有许多其他代铬镀层可供选用。

 

推荐的代铬镀液如下:

 

氯化亚锡

26~30g/L

氯化锌

2~5g/L

嚣氯化钴

8~12g/L

焦磷酸钾

220—300g/L

代铬-90添加剂

20~30mL/L

阴极电流密度

0.1~1A/dm2

代铬稳定剂

2~8mL/L

阳极

纯锡板(0号锡)

pH值

8.5~9.5

时间

l~5min

温度

20~45℃

 

阴极移动或循环过滤

 

代铬-90添加剂是目前国内通用的商业添加剂。

 

   ③功能性电镀。前面已经谈到过,塑料电镀除了大量用于装饰件以外,在结构和功能性器件中的应用也很多。而功能性用途的功能实际上主要是靠表面电镀的镀层的性质来体现的。实际上,从广义的角度看,装饰也是一种功能,但是这里所说的功能,还是指的物理或化学的或电学的性能。比如导电镀层、反光镀层、电磁屏蔽镀层、焊接性镀层等。

 

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