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非金属上镀覆  

2008-03-09 21:15:38|  分类: 化工工艺与设备 |  标签: |举报 |字号 订阅

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在非金属上镀覆,以塑料占的比重最大,其中以ABS塑料为主,下面专门介绍ABS塑料的镀覆工艺的差别主要在于粗化工艺不同,其余步骤大致相似。

    非金属镀覆可以提高其表面的硬度和耐磨性,用非金属件代替金属件可节约金属,简化加工工艺,降低成本。

    工艺流程:

    零件→去应力脱脂→化学浸蚀粗化→中和、还原或浸酸→敏化→活化→还原→化学镀

    1) ABS塑料的组成与结构:

    ABS塑料是丙烯晴(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)的三元共聚物。是由丙烯晴与苯乙烯共聚形成的树脂相跟丙烯晴与丁二烯共聚形成的弹性体相(也称橡胶体相)组成的混合物,后者呈球状均匀地分布在前者之中,在粗化过程中橡胶粒子被溶去太少,形成凹坑,这对于提高镀层附着力很重要,橡胶粒子太少,凹坑数目不足;橡胶粒子太多,小坑连大坑,两者都会降低镀层的结合力。因此,尽管ABS塑料中三种成分的比例可在很宽的范围内变化,但对于用来镀覆金属的ABS塑料来说丁二烯的含量要控制在18-23%的范围内,而且应是接枝共聚才能使镀层有最佳的附着力。

    2) 去应力:

    有应力的零件会使镀层结合力差,用下列办法可检查ABS塑料零件是否有内应力。

    a、冰乙酸浸渍法

    将零件完全浸入24±3℃的冰乙酸中持续30S。取出后立即清洗,然后晾干检查表面。表面有细小致密裂纹的地方说明此处有应力存在。裂纹越多,应力越大。再重复上述操作,但在冰乙酸中浸2min,再检查零件表面,若有深入塑料的裂纹,则说明此处有很高的内应力,裂纹越严重,内应力越大。

    b、溶剂浸渍法

    将零件完全浸入21±1℃的1:1的甲乙酮和丙酮的混合液中,持续15S后取出立即甩干,依上述方法检查表面。

    有应力的零件应在60-75℃下加热2~4h以消除应力。也可采用在25%(体积)的丙酮中浸泡30min的方法。

    3) 脱脂:

    零件在模压,存放和运输过程中难免有油污,为保证预处理效果,在粗化前应进行脱脂,脱脂可用酒精擦拭脱脂。

   4) 粗化

    粗化的目的是提高零件表面的亲水性和形成适当的粗糙度,以保证镀层有良好的附着力。它是决定镀层附着力大小的最关键的工序。

ABS塑料化学浸蚀粗化工艺规范

高铬型 高硫酸型 含磷酸型

1 2 3 4 5 6 7

铬酐(CrO3) 400-430 250-350 20-30 10-20 9 ≥900

重铬酸钾(K2Cr2O3) 30

硫酸 180-220ml/L 325ml/L 543ml/L 600-700ml/L 520ml/L 477ml/L

磷酸(H3PO4)85% 140ml/L 166ml/L

温度(℃) 60-70 60-70 60-70 60-70 60-70 60-70 60-70

时间(min) 10-30 15-30 30-60 30-60 30-60 30-60 10-30

    效果较好,应用较广的是高铬型溶液。这种溶液粗化速度快。镀层附着力好;粗化温度是一个关键因素,低于60℃粗化速度很慢,温度越高,粗化时间越短。

应该指出的是,不同生产厂家,不同牌号,甚至不同批次的材料其粗化条件往往不同,因此在投产前最好预先作一次试验,以确定合适的温度和时间。

    溶液的配制方法是:

    先用水将铬酐溶解,在搅拌下倒入硫酸,最后加水至所需体积。切不可把铬酐加入硫酸中,以防溶解不完全。

    对粗化质量的检查,除了要求表面完全被水润湿外,还可以从外观上作出判断,如下表:

粗化程度 表面特征

粗化不足 表面平滑有光泽,对强光源反射好

粗化适宜 表面微暗,平滑但不反光

粗化稍过度 表面明显发暗,但仍平滑

粗化过度 表面呈白绒状

粗化严重过度 表面有裂纹,疏松

    向溶液中加入锡条或锡粒可延缓二价锡的氧化。此外,二价锡还很容易生成Sn(OH)Cl沉淀,当溶液中有白色沉淀产生时,可加入盐酸,若仍不能使之澄清,则应进行过滤。

    配制溶液时,必须用去离子水和试剂做化学药品配制,其方法是把氯化亚锡溶于盐酸水溶液中,切不可把氯化亚锡用水溶解后再加入盐酸中,否则氯化亚锡会水解。

    7) 活化:

活化处理是使零件表面形成一层有催化活性的贵金属层,使化学镀能自发进行。

1 2 3 4 5 6 7

硝酸银(AgNO2) 1-3 2-5 30-90

氯钾钯(PaCl2) 0.2-0.5 0.25-1.5 0.3-0.5

氯金酸(HAuCl4·4H2O) 0.5-1

氨水(NH3·H2O)25% 7-10ml/L 6-8ml/L 20-100ml/L

氯化铵(NHCl) 0.2-0.5

盐酸HCl 37% 3-10ml/L 0.25-1.0ml/L 10ml/L

硼酸(H3BO3) 20

络合剂(HD-1) 3-5

温度℃ 室温 室温 室温 20-40 20-40 20-40 20-40

时间(min) 3-5 5-10 0.5-5 1-5 0.5-5 2-5 1-5

    上表中氯化钯活化液对镀镍、铜等均有催化活性作用,而且溶液比较稳定,所以应用较广。使用过程中溶液会逐渐变脏发黑,过滤后仍可使用。当钯离子含量降低时应及时补充,升高温度能提高活化效果。

    8) 零件经过离子型活化液处理后要进行还原处理,以提高表面的催化活性,家快化学镀沉积速度。同时还能除去残留在零件表面的活化液,防止带入镀液中引起溶液分解。

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    氯化钯活化的还原处理是在次磷酸钠10-30g/L的溶液中于室温下10~30S,对于配方6的活化液,则用水合肼2%-5%(体积)的溶液在10-40℃下浸3-5min。 

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