ABS汽车灯罩镀亮铬处理工艺
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ABS塑料防护装饰性镀铜镍铬技术条件1范围本标准规定了本公司ABS塑料件电镀铜+镍+铬镀层的要求。
本标准适用于本公司ABS塑料基体上电镀铜+镍+铬镀层。
2规范性引用文件GB4955 金属覆盖层厚度测定阳极溶解库仑方法GB6460 金属覆盖层铜加速醋酸盐雾试验(CASS)GB6462 金属和氧化物覆盖横断面厚度显微镜测定法GB12600 金属覆盖层塑料上铜+镍+铬电镀层GB/T12610 塑料上电镀层热循环试验3镀层要求各种ABS件的镀层体系、分层厚度、耐蚀性、结合力都应符合表1的规定。
表1 镀层体系和质量要求镀层要求结晶细致、均匀,主要表面不允许有目视可见的缺陷,如起泡、麻点、粗糙、局部无镀层、脱落、污迹或变色。
3.2 铜镀层由于塑料和镀层的热膨胀系数不同,为保证镀层与基体之间有良好的结合强度,需镀上一层延展性好的镀层作底镀层,镀层主要表面厚度值,应符合表1的规定。
3.3 镍镀层作为中间镀层或底镀层,主要表面的最小厚度应符合表1要求,双层、三层镍还应符合表2的要求。
表2 双层和三层镍镀层的性能3.4.1 作表面镀层主要表面的最小厚度一般为0.3μm,若外观光泽要求比较高的微孔铬和微裂纹铬层厚度可增加到0.6μm;若要求达到具有裂纹图型微裂纹的厚度要有0.8μm。
3.4.2 微裂纹铬层在任一方向上,每厘米长度内的裂纹数不少于250条;微孔铬层每平方厘米内不少于10000个小孔。
3.5 结合强度镀层试验周期为2个周期,其结合强度应符合表1的规定。
试验后镀层不应出现目视可见的缺陷,如起泡、起皱、裂纹或脱落等。
3.6 耐蚀性能镀件应进行16h耐腐蚀试验,试验后不应为铜层腐蚀、塑料基体露出、镀层起泡等缺陷。
3.7ABS材料性能3.7.1ABS材料的拉伸屈服强度应不小于40MPa。
3.7.2ABS材料的弯曲屈服强度应不小于66Mpa。
3.7.3ABS材料的弯曲弹性模量应不小于2.4Gpa。
3.7.4ABS材料的悬臂梁冲击强度为6.2~17kJ/m.。
ABS汽车灯罩镀亮铬处理工艺作者:陈海燕,来有兰,李才取,田燕摘要介绍了ABS汽车灯罩的电镀亮铬新工艺。
研制了一种集“粗化、敏化、活化”三合一的塑料件预处理工艺及配方,与传统预处理工艺的不同之处在于其工艺成本低、易操作、溶液寿命长。
并研究出含稀土添加剂的低铬酸电镀铬的工艺及配方。
结果表明,采用该新工艺对ABS塑料件进行电镀,可在获得外观光亮平滑、均匀致密、结合力良好的铬镀层的基础上,大大提高生产效率。
关键词ABS 电镀铬预处理稀土添加剂随着汽车工业的塑料化和全塑化汽车的出现,塑料电镀的应用日益广泛,目前国内外已广泛在(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABs)、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龙等靼料表面上进行电镀,其中尤以ABS塑料电镀应用最广,电镀效果最好。
电镀亮铬的ABs塑料制品具有质地轻巧、造型优美的特点,铬层呈银蓝色镜面光泽,具有极好的反光性能和装饰性能,用在制造汽车灯罩上具有“韧、硬、刚”的特性。
但目前ABS塑料电镀面临的难题是预处理工艺复杂繁琐,生产效率低下,成本高;电镀工艺对环境和工作人员的污染和危害较大。
因此,在塑料电镀中采用新丁艺、新技术对提高产品性价比和加强环境保护具有十分重要的现实意义。
笔者主要对ABS塑料电镀传统的前处理工艺进行改进,以一种低成本的“三合一”前处理工艺代替传统的繁琐工艺;为了降低六价铬对环境的污染程度,在镀液中加入纳米氧化铈(ce0:),并用正交试验法对工艺参数进行优化,在获得光滑致密镀层的基础上,大幅度降低了镀液中铬酐的含量,具有明显的经济效益和社会效益。
1 实验方法1.1 实验材料和工艺流程本实验的汽车灯罩所用材料是ABs塑料。
主要工艺流程为:塑料件一预处理一化学镀铜一电镀镍一电镀亮铬一成品。
1.2 仪器、设备电子天平:FA200d型,上海良平仪器表有限公司;数控超声波清洗器:KQ一100DE型,昆山市超声仪器有限公司;光学显微镜:XJ一16A型,重庆光电仪器有限公司。
镀铬的工艺流程
《镀铬的工艺流程》
镀铬是一种常用的表面处理工艺,可以提高金属制品的耐腐蚀性和装饰性。
下面是镀铬的工艺流程:
1. 表面处理:首先需要对金属制品的表面进行清洗和脱脂处理,以保证镀层的附着性。
这一步通常采用化学清洗或者机械打磨的方式进行。
2. 酸洗:经过表面处理之后,金属制品需要经过酸洗去除氧化物和杂质,以获得干净的表面。
酸洗的酸性和温度需要严格控制,以确保不会对金属制品造成损害。
3. 镀前处理:在进行镀铬之前,需要对金属制品进行镀前处理,包括表面活化和镀前活化,以增强镀层的附着力。
4. 镀铬:将经过表面处理和镀前处理的金属制品浸入镀液中,通过电化学反应在表面镀上一层铬。
镀液通常由铬酸和硫酸组成,通过控制电流密度和时间来调节镀层的厚度和均匀度。
5. 清洗:镀铬完成之后,需要对金属制品进行清洗,去除残留的镀液和杂质,以确保表面光滑和干净。
6. 抛光:最后一步是对镀铬的金属制品进行抛光处理,以增加其光泽和装饰性。
通过以上工艺流程,金属制品就可以得到耐腐蚀、美观的镀铬表面,广泛应用于汽车零部件、家居产品和工业设备等领域。
abs电镀工艺流程ABS电镀工艺流程ABS电镀是一种将金属涂层电镀在ABS塑料表面的工艺,能够增加塑料件的表面硬度、防腐性和美观度。
以下是一般的ABS电镀工艺流程。
1. 原材料准备:首先,需要准备好ABS塑料件,以及金属电镀材料,常见的有铜、镍、铬等。
ABS塑料件必须要经过预处理,包括去污、除油和表面磨光,以保证电镀层的粘附性。
2. 酸洗:将准备好的ABS塑料件放入酸洗槽中,用酸性溶液进行清洗。
酸洗的目的是去除塑料表面的氧化物和杂质,使其更容易与电镀层结合。
3. 洗涤:酸洗后,ABS塑料件需要经过反应停止洗涤,以中和残留的酸性物质。
然后,用水洗涤塑料件,确保其表面干净。
4. 化学镀前处理:塑料件经过洗涤后,需要进行化学镀前处理。
这一步骤的目的是在塑料表面形成一个多孔表面,增加与金属电镀层的结合力。
5. 化学镀前活化:活化是将塑料件浸入活化液中,以去除残留的污垢和清洁剂。
活化后,塑料表面会生成一层活性基团,有助于与电镀层的结合。
6. 电镀:活化后的ABS塑料件可以进行电镀。
首先,将塑料件浸入金属电镀液中,确保其完全浸没在液体中。
然后,施加电流,使金属离子在塑料表面析出金属层。
7. 后处理:电镀完成后,金属镀层需要进行后处理以提高其质量和外观。
一般来说,后处理包括冷却、洁净和抛光等步骤。
8. 质检:最后,在电镀完成后,需要对产品进行质量检验。
主要检查电镀层的厚度、附着力和表面质量等。
只有通过质检的产品才会进行包装和出厂。
综上所述,ABS电镀工艺流程包括原材料准备、酸洗、洗涤、化学镀前处理、活化、电镀、后处理和质检等步骤。
每一步骤都非常重要,影响着最终电镀层的质量和性能。
因此,在进行ABS电镀时,需要严格按照工艺规范进行操作,以确保产品能够达到预期的效果。
非金属上电镀一、概述使非金属表面金属化,虽可采取喷镀、电镀、化学镀、真空蒸镀、阴极溅射或离子镀等不同工艺来实现,但目前在工业中应用最多的是电镀工艺。
在非金属电镀中,以塑料电镀占的比重大,其中又以ABS塑料为主。
本章主要介绍ABS塑料的电镀工艺。
其它非金属与ABS塑料电镀工艺的差别主要在于粗化工艺的不同,其余步骤大体相似。
非金属电镀可以提高零件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,但比金属电镀的成本高,镀层的结合力也不牢固。
二、对塑料件的要求塑料上电镀成功与否,不仅与电镀工艺有关,而且与塑料零件的设计与成型工艺密切关系。
从电镀工艺的角度出发,对塑料件有如下要求:(一)塑料件的设计(1)应遵循获得完好注塑成型件的技术进行注塑成型,有时还要求更加严格,因为零件表面的缺陷经电镀后会更明显。
(2)零件的外型应有利于获得均匀的镀层,如较大的平面中间要稍微突起,突起度约为0.10-0.15mm/cm;棱角应倒圆,外角的倒圆半径≥1mm、内角的倒圆半径为≥0.5mm;盲孔及凹槽的底棱边角圆滑过渡,其半径宜>3mm;盲孔的深度最好不超过孔径的一半,否则对孔底的镀层应不作要求;V形沟槽的宽与深之比应大于3。
(3)零件应有适当的壁厚,若太薄则易变形而影响镀层的附着力;若太厚则注塑成型时易产生收缩痕迹。
一般在2.3-3.0mm,最薄不宜小于1.9mm,最厚不宜大于3.8mm。
(4)最好不要有金属镶嵌件因为金属与塑料的膨胀系数相差大,温度的变化易引起裂纹而使溶液渗入。
若不能避免时,尽量选用膨胀系数较大的铝制作。
镶嵌件周围的塑料应有足够的厚度,并将镶嵌件的表面加工出沟槽或进行滚花。
(5)应考虑电镀装挂的位置,因装挂接触点会在镀后留下痕迹,所以应安排在不影响外观的部位。
此外因装挂时卡紧力较大,应防止薄壁零件的变形。
在不妨碍装饰外观的情况下,还可以保留浇口作为装挂位置,电镀后再将浇口除去。
镀铬工艺流程镀铬工艺是一种常见的金属表面处理工艺,通过在金属表面镀上一层铬层,不仅可以提高金属的硬度和耐腐蚀性能,还可以增加其美观度,广泛应用于汽车零部件、家具、电器等领域。
下面将介绍镀铬工艺的具体流程。
首先,准备工件。
在进行镀铬工艺之前,需要对待镀件进行严格的清洗和处理。
首先是去油处理,将待镀件浸泡在去油剂中,去除表面的油污和污垢。
然后进行酸洗处理,将待镀件浸泡在酸性溶液中,去除表面的氧化皮和锈蚀物。
最后进行活化处理,使待镀件表面具有良好的导电性和吸附性。
其次,进行镀铬操作。
镀铬操作是整个工艺流程中最关键的一步。
首先是进行镀镍层,将待镀件浸泡在含有镍离子的镀液中,通过电化学方法在金属表面沉积一层均匀的镍层。
然后是进行镀铬层,将镀有镍层的待镀件浸泡在含有铬离子的镀液中,通过电化学方法在镍层表面沉积一层均匀的铬层。
在整个镀铬操作过程中,需要控制好镀液的温度、PH值、电流密度等参数,确保镀层的质量和均匀度。
最后,进行后处理。
镀铬完成后,需要对镀件进行后处理,以提高其表面的光洁度和耐腐蚀性能。
首先是进行抛光处理,通过机械或化学方法去除镀件表面的毛刺和氧化物,使其表面光洁度达到要求。
然后进行封孔处理,将镀件浸泡在封孔剂中,填充镀层表面的微孔,提高其耐腐蚀性能。
最后进行检验,对镀件的镀层厚度、硬度、附着力等进行检测,确保镀件达到客户要求的质量标准。
总结来说,镀铬工艺流程包括准备工件、镀铬操作和后处理三个主要步骤。
通过严格的操作流程和质量控制,可以获得质量稳定、外观美观的镀铬产品,满足不同领域的需求。
希望以上内容对镀铬工艺流程有所帮助,谢谢阅读。
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟ABS塑料电镀中出现的问题及解决方法1前言近年来,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。
2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,经专注下一代成长,为了孩子。
ABS塑料三价黑铬电镀工艺与故障处理文章摘要本文介绍了ABS塑料电镀三价黑铬的工艺流程,主要包括除油,亲水,粗化,中和,预浸,催化,加速,化学镀镍,活化,镀铜,微蚀,镀光亮镍,镀三价黑铬,钝化和烘干。
并给出了三价黑铬镀液的配方,阐述了各组分的作用及工艺条件对镀层的影响,介绍了常见故障的处理方法。
环保型三价黑铬除了具有优良的耐蚀性、耐磨性和硬度外,更有高雅的美丽色泽,与锡合金枪色相比,有更好的耐磨性和机械性能,深受消费者喜爱,现已广泛应用于电子产品的ABS塑胶配件上。
然而三价黑铬电镀的工艺稳定性较差,在ABS塑胶电镀应用中存在成品率低、故障多、镀液维护要求高等问题。
针对以上问题,通过提高三价黑铬电镀前处理质量及采用自行配制的黑铬发黑剂,优化三价黑铬电镀工艺,关注镀液的变化并及时处理故障,取得了较好的效果。
一、ABS塑胶件三价黑铬电镀工艺1.工艺流程上机一除油一清洗一亲水一粗化一清洗一中和一清洗一预浸一催化一清洗一加速一清洗一镀化学镍一清洗一转机一活化一清洗一预镀铜一清洗一活化一镀酸铜一清洗一微蚀一清洗一镀光亮镍一清洗一镀三价黑铬—清洗一钝化一清洗一转机烘干。
三价黑铬电镀工艺流程中的几点说明:(1)催化工序中所用的催化剂是一种活化性胶体钯。
在强酸性溶液中,由钯核、锡、氯化物组成的胶团结构极易被粗化了的ABS塑料件表面吸附,为后序化学镍工艺提供高活性的催化中心。
催化的工艺条件为:催化剂20~40mg /L,氯化亚锡l g/L,盐酸300ml/L,温度23 °C。
(2)加速工序采用50~60g/L H2S04(化学纯)溶液,操作温度(50 4-5).C,其目的是除去胶体钯中的Sn(II),促进催化。
(3)酸性亮铜应选用填平性好、深镀能力强的添加剂。
(4)光亮镍采用瓦特镀液配方,选择走位好、柔软性强、能获得白色镜面光亮的光亮剂。
(5)微蚀液由过硫酸铵和硫酸组成,在室温下浸渍10~15 S。
(6)活化液为20 g/L的硫酸溶液,在室温下浸渍10~15 S。
ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)是一种常用的热塑性塑料,广泛应用于制造汽车零件、电子产品外壳、玩具、家具等。
由于其表面相对容易被污染,提高ABS表面的耐脏能力是设计和制造过程中的一个重要考虑因素。
以下是一些提高ABS表面耐脏性能的方法:1.表面涂层:应用一层保护涂层可以显著提高ABS的表面耐脏性。
这些涂层包括UV层、聚氨酯(PU)喷涂、环氧树脂、丙烯酸涂料等。
这些涂层不仅能够抵御污渍和化学物质的侵蚀,还可以增加ABS产品的美观度和耐用性。
2.电镀处理:通过电镀工艺在ABS表面形成金属层,如铜、镍或铬,可以提供一种硬且光滑的表面,这样的表面不易附着污渍并且容易清洁。
3.真空镀膜:真空镀膜技术可以在ABS表面沉积一层极薄的金属或其他材料膜。
这种薄膜具有防污、耐磨和装饰效果,而且不会改变ABS的基本物理性质。
4.表面硬化处理:采用特殊的化学药水对ABS表面进行处理,使其表面产生一定程度的硬化,提高抗刮擦和耐脏能力。
氟化处理就是一种常见的表面硬化技术。
5.纹理设计:通过设计表面的纹理和结构,可以使污渍更容易被清除。
例如,具有凹凸纹理的表面会减少接触面积,降低污染物附着的可能性。
6.添加助剂:在ABS原料中添加特定的助剂,如抗紫外线剂、抗静电剂、滑爽剂等,可以提高其表面的耐脏性和易洁性。
7.自洁涂层:利用纳米技术制备的自洁涂层,如含有二氧化钛的涂层,能够在光照下分解有机污染物,从而实现自清洁效果。
8.防污漆面:开发特殊的防污漆料配方,涂覆于ABS表面后能形成耐脏污的漆面,使污染物难以粘附。
9.超疏水处理:通过超疏水涂层,使ABS表面拥有极高的水滴接触角,达到防水防油的效果,污渍可以轻易被水珠带走。
10.定期保养与清洁:制定合理的保养计划,使用适合的清洁剂和方法定期清洁ABS产品,可以延长其耐脏性能,保持长期的美观度。
不同的应用场景和要求可能需要结合多种方法来提高ABS表面的耐脏能力。
选择合适的方法时,需要考虑成本、加工技术、环境影响以及最终产品的使用条件等因素。
A B S塑料电镀前处理工艺(总7页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--塑料电镀前处理塑料镀的结合力由哪些因素决定?主要讨论ABS 和ABS+PC 的镀层结合力首先,一定要选取电镀级的塑料。
否则,即使一切都做得正确,镀层结合力也不好。
第二,要正确设计电镀用塑料件。
第三,要有正确的注塑工艺。
电镀人员首先要检查塑料件是否有应力集中,如果有要加以消除。
在采取了消除应力措施之后,还有明显的应力集中,就不要电镀。
第二要做好脱脂。
但是塑料表面是不能通过脱脂达到亲水的,因此严格遵照工艺要求就更显重要。
抛光后的零件不应存放,尽快脱脂为好,要用超声波强化脱脂效果。
第三,粗化是影响结合力的关键因素。
粗化不足和粗化过度结合力都不好。
专业公司提供的粗化液应该是首选,现在的粗化液是以硫酸和铬酸为基础的,使用过程中要注意三价铬的累积,三价铬不超过20g/l 效果最好。
粗化的时间和温度是相关的,温度过低达不到粗化效果,延长时间也不行。
粗化温度多控制在60-70℃,68℃被广泛采用。
粗化时间根据零部件的成分和大小来决定,一般在5-15 min 之间,PC 含量越高,粗化时间要更长。
如果没有把握,通过实验来决定。
活化液活性差、活化后清洗过度也可能引起结合力问题。
还要注意的是,要把镀层间起皮和镀层与塑料结合力差区分开来,两者原因不同,解决办法也不同。
塑料应力怎样测试和消除检查塑料件的应力的方法主要是溶剂浸泡法。
用冰醋酸浸30S,晾干,发白处即是应力集中处。
应力大时塑料会开裂,裂纹越多表示应力越大。
也可以浸2 分钟,裂纹更深更明显去除应力的的方法:热处理法:将已成型的塑料制品放在烘箱中加热,温度控制在塑料变型的温度以下,一般为60——75 度,时间为2 小时溶剂法:将已成型的塑料制品放在25%的丙酮水溶液(体积比)中,时间30 分钟,温度为室温。
除油液成分及操作条件磷酸三钠50 克/升,碳酸钠30 克/升,氢氧化钠30 克/升,十二烷基硫酸钠1 克/升,海鸥洗涤剂5 毫升/升,温度60-70 度,时间3-5 分钟.其作用是除去ABS 料上的油脂和脱模剂等。
ABS电镀的工艺流程及操作条件引言ABS电镀工艺是一种常用的表面处理方法,用于增加ABS塑料制品的硬度、耐磨性和装饰效果。
本文将介绍ABS电镀的工艺流程及必要的操作条件。
工艺流程ABS电镀的工艺流程一般包括以下几个步骤:1.表面处理:首先,需要对ABS塑料制品的表面进行处理,以去除表面的油污、灰尘和氧化物。
常用的表面处理方法包括机械抛光、喷砂和激光处理。
2.阳极处理:ABS塑料制品的表面经过处理后,需要进行阳极处理,以增加其导电性。
常用的阳极处理方法包括喷涂导电涂层或浸泡在含有导电剂的液中。
3.电镀:经过阳极处理后的ABS塑料制品可以进行电镀。
电镀一般分为底镀层和面镀层两个步骤。
底镀层用于增强塑料表面与镀层和底材的附着力,常用的底镀材料包括铜、镍等。
面镀层用于提供一层保护性和装饰性的镀层,常用的面镀材料包括铬、镍、银等。
4.清洗:电镀完成后,需要对制品进行清洗,以去除残留的电镀液和其他污染物。
清洗一般使用酸性、碱性或中性清洗液。
5.表面保护:清洗后的制品需要进行表面保护,以增加其耐腐蚀性和耐磨性。
常用的表面保护方法包括喷涂清漆、涂覆抛光蜡等。
操作条件为了保证ABS电镀过程的质量和效果,需要满足一定的操作条件,包括以下几个方面:1.温度控制:电镀过程中的温度对于镀层的质量和性能起着重要的影响。
一般来说,温度过高会影响镀层的结构和附着力,温度过低会导致电镀速度变慢。
通常,电镀过程中的温度控制在25-45摄氏度之间。
2.电流密度:电流密度是指单位面积上的电流量,对电镀过程中镀层的均匀性和质量也有影响。
较高的电流密度会导致镀层结构不均匀,较低的电流密度会使得电镀速度变慢。
合理的电流密度应根据具体情况而定。
3.电镀时间:电镀时间是指材料在电解质中进行电镀的时间长度。
电镀时间与电流密度和镀层的厚度有关。
一般来说,电镀时间越长,镀层越厚。
根据实际需求,需要合理控制电镀时间。
4.pH值控制:电解质的pH值会影响电镀液的酸碱性,从而影响电镀过程的正常进行。
ABS汽车灯罩镀亮铬处理工艺作者:陈海燕,来有兰,李才取,田燕摘要介绍了ABS汽车灯罩的电镀亮铬新工艺。
研制了一种集“粗化、敏化、活化”三合一的塑料件预处理工艺及配方,与传统预处理工艺的不同之处在于其工艺成本低、易操作、溶液寿命长。
并研究出含稀土添加剂的低铬酸电镀铬的工艺及配方。
结果表明,采用该新工艺对ABS塑料件进行电镀,可在获得外观光亮平滑、均匀致密、结合力良好的铬镀层的基础上,大大提高生产效率。
关键词 ABS 电镀铬预处理稀土添加剂随着汽车工业的塑料化和全塑化汽车的出现,塑料电镀的应用日益广泛,目前国内外已广泛在(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABs)、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龙等靼料表面上进行电镀,其中尤以ABS塑料电镀应用最广,电镀效果最好。
电镀亮铬的ABs塑料制品具有质地轻巧、造型优美的特点,铬层呈银蓝色镜面光泽,具有极好的反光性能和装饰性能,用在制造汽车灯罩上具有“韧、硬、刚”的特性。
但目前ABS塑料电镀面临的难题是预处理工艺复杂繁琐,生产效率低下,成本高;电镀工艺对环境和工作人员的污染和危害较大。
因此,在塑料电镀中采用新丁艺、新技术对提高产品性价比和加强环境保护具有十分重要的现实意义。
笔者主要对ABS塑料电镀传统的前处理工艺进行改进,以一种低成本的“三合一”前处理工艺代替传统的繁琐工艺;为了降低六价铬对环境的污染程度,在镀液中加入纳米氧化铈(ce0:),并用正交试验法对工艺参数进行优化,在获得光滑致密镀层的基础上,大幅度降低了镀液中铬酐的含量,具有明显的经济效益和社会效益。
1 实验方法1.1 实验材料和工艺流程本实验的汽车灯罩所用材料是ABs塑料。
主要工艺流程为:塑料件一预处理一化学镀铜一电镀镍一电镀亮铬一成品。
1.2 仪器、设备电子天平:FA200d型,上海良平仪器表有限公司;数控超声波清洗器:KQ一100DE型,昆山市超声仪器有限公司;光学显微镜:XJ一16A型,重庆光电仪器有限公司。
1.3 镀层性能测试采用光学显微镜观察镀层的形貌。
按GB/T 126—1990采用冷热循环法测试镀层与基体的结合力¨J:将试样加热到(75±5)℃,保温60 min,取出后迅速投入冰水中骤冷,循环反复4次。
结合力评定规则为:经过冷热循环实验后,将划有方格(5 mm x5 mm)的塑性透明薄膜覆盖在试样的主要表面上,则试样表面被划分为若干方格,每方格以25 mm。
作为计算单位,计算方格总数Ⅳ,含有起泡、起皱、裂纹或脱落等现象的方格数为凡,则脱皮率叼按式(1)计算,结合力t,按式(2)计算。
镀层外观评定:采用目测法对试样镀层的光泽进行评定…,其标准如表1所示。
表1镀层外观评定标准评定等级I 评定依据 I评分l l 镀层均匀,光滑,光亮 I loo2 l 镀层均匀性略差,光亮,光滑度略差 I 803 l 镀层均匀性略差,半光,光滑度略差 I 604 I 镀层均匀性略差,半光,少量烧边 I 405 j镀层无光泽、泛白或有黄膜,有毛刺或烧边J 206 大量烧边或无镀层 l o2结果与讨论2.1 塑料件预处理2.1.1 预处理配方对镀层质量的影响传统的预处理工艺旧。
大致如下:塑料件一消除应力一除油一水洗一粗化一水洗一中和一水洗一敏化一水洗(蒸馏水)一活化一水洗(蒸馏水)一还原或解胶一水洗(蒸馏水)。
传统的预处理工艺存在工艺繁锁、时问长、成本高等缺点。
笔者对传统工艺作了很大的改进,开发出“三合一”的预处理新工艺,即粗化、敏化、活化三步合一。
通过大量的探索性实验,确定了预处理溶液的主要成分为铬酐、硫酝和硝酸银。
其中铬酐和硫酸作为粗化剂和强氧化剂,两者结合能够氧化和溶解ABs塑料中的丁二烯成分,使塑料表面生成亲水性基团,起到粗化塑料表面的作用;硝酸银为活化剂,塑料被粗化后必须吸附一定量的活化剂,这样在化学镀过程中能起到催化作用,成为化学镀的结晶中心。
采用正交试验法对各成分浓度进行设计,以镀层外观、与基体结合力作为考察指标,试验因素水平如表2所示,正交试验的结果如表3所示。
将正交试验的两个指标转换成它们的隶属度,其计算方法如式(3):出于每项指标里要性不一样,根据实际要求,对每项指标分配权重,设满分为100,其中镀层外观的权重取50,结合力权重取50,于是每个试验的综合分数y:镀层外观隶属度×50+结合力隶属度×50。
将任一列上水平号为i时所对应的试验综合分由表3的正交试验结果表明,预处理优化方案为A2B2C2,即配方为:铬酐150/L,硫酸280 mL/L,硝酸银7g/L.2。
l。
2 预处理工艺参数对镀层质量的影响塑料件预处理工艺参数为预处理时间和预处理溶液温度,采用优化的预处理溶液配方,控制不同的温度和时间进行试验,以结合力为考察指标,其工艺参数对镀层结合力的影响如图l所示。
从图l可看出,预处理溶液温度是影响镀层结合力的重要因素。
随着溶液温度的升高,结合力先增大后降低。
一般来说,温度升高,氧化和蚀刻作用会加快,但并非速度越快越好,因为只有塑料表面达到一定的粗糙程度时,才会达到理想的结合力。
氧化不足,塑料表面过于“光滑”,而粗糙过度则会降低基体的强度,甚至得不到正常的化学镀层。
在相同温度条件下,预处理时间有一最佳值,小于或大于最佳值都会降低结合力。
由图l可知,当溶液温度为65℃,时间为30 min时,结合力最强。
2。
2 化学镀铜铜与塑料的膨胀系数比较接近,在塑料电镀中常用化学镀铜层作为电镀的导电镀层。
与其它金属导电层相比,铜镀层具有应力小、力学强度高、与塑料基体结合力好等特点。
化学镀铜的工艺配方为:硫酸铜8~10/L,酒石酸钾钠30 g/L,甲醛10~12 mL/L,乙醇2 mL /L,碳酸钠l/L,氢氧化钠7/L,pH值为12~13。
塑料件镀铜后的断面形貌如图2所示,图2中中间亮白色区域为铜层,其左、右边黑色区域部分分别为ABS基体及镶样用的塑料。
由图2可以看出,铜镀层连续均匀。
镀件的冷热循环试验表明,化学镀层与塑料基体结合力良好。
2。
3 电镀镍层由于ABs塑料上的金属铜层很薄,为了防止化学镀铜层的局部溶解,在电镀亮铬前先进行电镀镍。
电镀镍层的配方及工艺为:硫酸镍250 g/L,氯化镍30 g/L,硼酸35/L,糖精0.8g/LpH 值为4,室温,电流密度1 A/dm。
,电镀时间120 min。
图3示出采用上述工艺配方获得的镀镍层断面形貌。
图3中左边黑色部分为ABs基体,白色窄亮带为化学镀铜层,灰色较宽的条带为电镀镍层。
由图3可知,镀层较均匀,而且与镀铜层结合较好。
2.4 电镀亮铬层传统镀铬工艺配方(铬酐250g/L硫酸2.5g/L,cr3+3 g/L,温度600(=,电流密度为30 A/dm2,电镀时间60 min)存在着六价铬浓度大、工作温度高、污染环境严重、“三废”处理费用高等缺陷。
为改善传统工艺的不足,降低环保治理成本和减少六价铬对环境的污染,往镀液中加入粒径为80 nm的ce0,添加剂,并采用正交试验法对工艺参数进行优化设计:以镀层外观、与基体结合力、镀层厚度作为考察指标,以铬酐含量(冈素A)、电流密度(因素B)、ce0,含量(因素C)、电镀温度(因素D)、电镀时间(因素E)为试验因素,并各选5个水平,如表4所示。
正交试验的结果如表5所示。
各指标权重分配方案如下:设满分为100其中镀层外观的权重取30,结合力权重取40,镀层厚度权重取30。
由表5得出优化方案为A1B2C3D4E5,此方案经过多次反复试验均能获得厚度超过35um的铬层,其外观光亮平滑,结合力好。
汽车灯罩镀铬层属于装饰性镀铬层,装饰镀铬的厚度标准一般为10~25um,因此电镀时间可以根据需要缩减到90min。
众所周知,镀铬时金属铬是六价铬直接还原得到的,镀液中的S02-一离子不参加电极反应,它的主要作用是促进在阴极上形成胶体膜,阻碍Cr3+生成和H2析出等反应,使阴极电位负移而达到cr042-还原为金属铬的电位,因此,如果没有S042-的存在,镀铬层是不能生成的。
在镀铬过程中通常必须加入S042-子并控制Cr0与H2SO4的配比为100:1,因此根据酪酐的浓度,需在优化配方中添加0.8 g/L H2S04。
由于镀铬所用阳极是不溶阳极,其阳极反应为Cr3+子的氧化和析氧。
因此必须在镀铬液中加入cr3+保证电镀的正常进行,经多次试验证明,采用传统镀铬液中的cr3+度(3 g/L)可获得高质量的镀铬层。
因此电镀亮铬的优化配方和工艺为:铬酐80 g/L,硫酸0.8 g/L,Cr¨3 g/L,Ce0:含量为3 g /L,电流密度为30 A/dm2,电镀温度为50℃,电镀时间90 rain以上。
采用Ce02获得的亮铬镀层表面形貌如图4所示,从图4中看出,镀铬层均匀致密。
3 结论(1)ABS塑料电镀预处理的“粗化、敏化、活化”三合一的配方及工艺参数为:铬酐150 g /L,硫酸280 mI/L,硝酸银7 g/L;时间30 min,温度65℃;采用此工艺及配方预处理后即可进行化学镀、电镀,所获得的镀层能经得起冷热循环测试;与传统预处理工艺相比,“三合一”预处理工艺简单、易操作、溶液稳定性好、预处理时间较短。
(2)低铬酸电镀铬的配方及工艺参数为:铬酐80 g/L,硫酸0.8 g/L,Cr“3g/L,Ce023 g/L;电镀温度为50℃,电流密度为30 A/dm。
,电镀时间为120 min。
采用上述配方和工艺条件获得的镀层光亮平滑,与基体的结合力优良。
与传统镀铬工艺比较,Ce02的加人大幅度降低了镀液中铬酐的浓度,从而减少了对环境的污染。