塑料电镀工艺流程

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1、塑料电镀工艺 应用于汽车行业的高耐腐蚀性ABS/ABS+PC 塑料电镀工艺。 1/46 2/46 塑料电镀 1、塑料电镀在汽车行业的应用 2、塑料电镀的相关概念 3、电镀线介绍 4、塑料（ABS/ABS+PC）电镀的工艺流程 5、提高零件耐腐蚀性能的控制方法 6、塑料电镀常见的不良缺陷及控制 一、塑料电镀在汽车行业 的应用 3/46 塑料电镀在汽车行业的应用 4/46 散热散热 器格器格 栅栅 保险保险 杆饰杆饰 条条 字标字标 汽车汽车 标牌标牌 防防 擦擦 饰饰 条条 防擦饰防擦饰 条条 车轮盖车轮盖 挡位挡位 面板面板 内门把手内门把手 塑料电镀件被大量用于汽车内外装饰性零件上塑料电镀件

2、被大量用于汽车内外装饰性零件上 5/46 二、塑料电镀的相关概念 塑料电镀的相关概念 电镀：以直流电进行电解的方式使金属或合金沉积 在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金 属层的过程 。 塑料电镀：采用一定的加工方法（通常为化学镀）， 先在塑料表面获得导电膜，然后用电镀的方法加厚 的过程。 金属腐蚀：金属和周围环境中的电解质接触就会发 生化学或电化学作用，导致金属被破坏（例如钢铁 在环境中生锈）。 阳极性镀层：在一定条件下，镀层的电位负于基体 金属电位的一种镀层（常常被用于牺牲该镀层来保 护基体） 。 阳极牺牲性腐蚀：通过牺牲电位较负的金属，从而 延缓电位较正金属的腐蚀。 6/46 7/

3、46 2.12.1、电镀原理、电镀原理 借助外界直流电的作用，在溶液中進行电解反应，使导电体的表面沉借助外界直流电的作用，在溶液中進行电解反应，使导电体的表面沉 积一金属或合金层的方法，称为电镀。积一金属或合金层的方法，称为电镀。 图例：图例： 阴极主要反应阴极主要反应 : : CuCu2+ 2+ + 2e + 2e- - Cu Cu 阳极主要反应阳极主要反应 : : Cu CuCu Cu2+ 2+ + 2e + 2e- - 阴极副反应阴极副反应 : : 2H2H3 3O O+ + + 2e+ 2e- - HH2 2 + 2H+ 2H2 2O O 阳极副反应阳极副反应 : : 6H6H2 2O

4、 OO O2 2 + 4H+ 4H3 3O O+ + + 4e+ 4e- - 相关概念电镀过程 8/46 电电 镀镀 阳极阳极 阴极阴极 + 以镀铜为例（其它金属电镀过程类似）：以镀铜为例（其它金属电镀过程类似）： 硫酸铜溶液硫酸铜溶液 铜球，阳极：铜球，阳极：Cu2e Cu2+（氧化反应，铜阳极被溶解）（氧化反应，铜阳极被溶解） 产品，阴极：产品，阴极：Cu2+ +2e Cu（还原反应，铜在阴极析出）（还原反应，铜在阴极析出） + 零件在溶液中为阴极，零件在溶液中为阴极， 铜在其表面沉积铜在其表面沉积 光 亮 铜 镀 槽 光 亮 铜 镀 槽 先决条件：先决条件：1、直流电源、直流电源 2、电

5、解质溶液、电解质溶液 3、阳极、阳极 4、阴极、阴极 5、闭合回路、闭合回路 9/46 四、塑料（ABS/ABS+PC） 电镀的工艺流程 MINTHMINTH 基材为塑料，具有不导电性。电镀过程中必须先 期进行金属化处理。 基材为ABS和pc/abs，材质耐高温性较差。 产品结构比较简单，电镀过程中容易变形，在产 品设计和挂具制作上比金属电镀有较大的难度。 塑料和金属镀层存在不同的膨胀系数。 塑料电镀的特点塑料电镀的特点 MINTHMINTH 丙烯腈苯乙烯 （树脂） 丁二辛（成分） 位于素材表面的橡胶粒子因射出成形很容易产生变化，也就是说电镀的密着性 很大程度上取决于成形条件。例如：因成形的压

6、力，树脂流动条件等影响橡胶 成分会变形为以下模样。在这种情况下，会得不到满意的牵引效果。 丙烯腈苯乙烯 （树脂） 丁二烯（成分） 关于ABS树脂 P23 MINTHMINTH 照片 （树脂切成薄片后放大倍的照片 3001M 达科能 参考 P24 关于ABS树脂 工艺流程 13/46 1、上挂 2、除油 3、粗化 4、中和 5、催化 6、解胶 7、化学镍 8、闪镀镍 9、光亮铜 11、光亮镍 10、半光 亮镍 11、珍珠镍 12、镍封 13、光亮铬 13、三价铬 13、黑铬 14、下挂 塑料电镀的主要流程如下塑料电镀的主要流程如下: 注：注：17属于化学镀范畴，属于化学镀范畴，814和普通金属电

7、镀类似。和普通金属电镀类似。 工艺流程1、上挂 作用 将零件固定在导电 工装（挂具）上，使 其能够和电源相连形 成闭合回路，让电镀 能顺利进行。 14/46 将产品挂在 挂具的导电 钩上 铜棒与电源 相连可形成闭合回路 产品上挂完成准备进入电镀线产品上挂完成准备进入电镀线 工艺流程2、除油 作用 清洁零件表面，除去 注塑件表面的油脂、灰 尘、汗渍等物质。这些 物质将直接影响后工序 处理效果，以及零件表 面的电镀外观。 15/46 A=丙烯晴 B=丁二烯丁二烯 S=苯乙烯 ABS塑料塑料 工艺流程3、粗化 作用作用 1、使零件表面形成微观粗糙增加电镀面与注塑件的接触面积。 2、使零件表面呈亲水性

8、有利于后工序的顺利进行。 最终目的：增加镀层与零件表面的结合力。最终目的：增加镀层与零件表面的结合力。 16/46 粗化前产品表面光滑 发生镜面反射 粗化后产品表面粗糙 发生漫反射 工艺流程3、粗化 原理原理 利用粗化液的强酸性溶解 ABS塑料中的B（丁二烯）成分， 使零件表面形成微观粗糙的 “燕尾状”小孔增加了电镀面 与零件的接触面积。并且在零 件表面产生一些-OH，-SO3 3H， C=0等极性亲水基团，使零 件表面具有亲水性。 17/46 ABS塑料的B成分在粗化液 中被溶解形成“燕尾状” 小孔 显微镜下观察粗化过后的零件表面 工艺流程4、中和 作用作用 利用溶液的还原性，将零件表面藏留

9、的铬酸还原祛除，这些 藏留铬酸对后面的工序均产生不利影响必须中和干净。 如果铬酸藏留在零件表面被带入后面工序后如果铬酸藏留在零件表面被带入后面工序后, ,将会使零件发生局部镀不上将会使零件发生局部镀不上 （露塑）（露塑） 的不良情况的不良情况! ! 18/46 ! 工艺流程5、催化 作用 溶液中的催化物质胶体钯 （Pd）被均匀吸附在零件表面 燕尾状的小孔中，为后面化学 镍反应的发生提供了催化中心。 19/46 胶体钯核的组成示意图 Cl- 0.181nm Pd 0.128nm Sn2+ 0.093nm 胶体钯被吸附在粗化过后的零件表面小孔中 钯锡胶体 工艺流程6、解胶 作用 零件表面在催化液中

10、 所吸附的胶体钯并不 具有催化活性因为其 周围被二价锡离子 （SnSn2+ 2+）所包裹着，需 要通过解胶工序溶解 钯周围的二价锡使其 裸露并真正具有催化 活性。 20/46 钯锡胶体 通过解胶,胶体钯变成了 具有真正活性的钯催化剂 钯 工艺流程7、化学镍 作用 此工序前面的所有工序 都是在为此工序的顺利进 行作准备，经过化学反应 后，零件表面被覆盖了一 层能够导电的镍/磷合金 层（约0.2um），使原先 并不导电的塑料零件变成 了导体，使其在后面一系 列的电镀（铜、镍、铬） 过程都成为了现实。 21/46 零件表面被覆盖了一层黑色的 化学镍具有了导电性能 工艺流程7、化学镍 原理 对于化学镍

11、的机理,目前尚无统一 的认识,按照”原子氢态学说”来解 释,在有催化剂存在的情况下发生如 下一系列的氧化还原反应: H2PO2 + H2OH+ HPO3 2 +2H Ni2+ 2H Ni + 2H H2PO2 + H P + H2O + OH H2PO2 + H2O H + HPO3 2 + H2 反应的过程中主要生成Ni-P合金和 氢气。 22/46 产品在化学镍中发生化学反 应析出氢气 通过反应零件表面被覆盖 一层化学镍（Ni-P合金） 23/46 脱脂剤 添加剤(界面活性剤) 硫酸 铬酸 硫酸 塩酸 添加剤 添加剤(钯塩) 塩酸 4555 表面調整（活性化） 脱脂 粗化工程 中和(還元）

12、 活化 4555 6670 3337 素材(ABS) 付与触媒 赃物 结合效果 B 锡 钯 前处理过程回顾 解胶 化学镍 硫酸 添加剤 镍塩 還元剤 3337 触媒活性 无电解电镀 化学镍电镀 锡 工艺流程8、预镀镍 作用 化学镍层比较薄（0.2um左右）导电性能 不佳，在化学镍表面增加一层预镀镍可增 加零件的导电性能。 24/46 工艺流程9、光亮铜 作用作用 铜具有良好的延展性、柔韧性、 较其它镀层的热膨胀系数更接 近于塑料，在零件表面镀上一 层厚约1525um平滑而柔韧的铜 层，有利于增加零件与整个镀 层的结合力、耐温变能力以及 耐腐蚀性，在零件受到外界环 境温度变化或冲击时能够起到 一

13、个缓冲作用，减小零件受损 程度。 25/46 镀好铜的VW标牌 电镀流程10、半光亮镍 作用作用 零件外观呈半光亮状所以称 为半光亮镍，该镀层具有良好 的延展性及整平性，半光亮镍 层基本上不含硫（0.005%0.005%），）， 电位较光亮镍镀层高，零件在 铜层上继续镀上一层半光镍和 光亮镍组合，使零件同时具有 良好的机械性能和耐腐蚀性能。 26/46 镀好半光亮镍的VW标牌 电镀流程11、光亮镍 作用作用 使零件外观具有镜面光亮效果， 颜色白中偏黄，在零件遭受腐蚀 介质产生腐蚀时，由于光亮镍镀 层中含硫（0.06%0.08%）电位 较半光亮镍低，作为阳极性镀层 优先腐蚀，并且腐蚀方向由纵向

14、变成横向，避免了大而纵深的腐 蚀结果，从而大大延缓了零件腐 蚀的速率。 27/46 镀好光亮镍的VW标牌 电镀流程 1212、镍封（微孔镍） 作用作用/ /原理原理 在光亮镍溶液的基础上在电镀溶液中 添加一些不导电的细小微粒（一般直径 约在0.5um0.5um）左右，在电镀过程中镍不 断在零件上沉积，同时这些微粒也被带 入了镀层，这些微粒由于不导电所以在 微粒上是镀不上其它镀层的,因此镀完 铬层以后在零件上形成了贯穿至镍层的 不连续的小孔（俗称微孔），在零件遭 受腐蚀的时候，正是这些微孔的存在增 大了镍层的暴露面积，很好的分散了腐 蚀电流，使单位面积镍表面积上的腐蚀 电流大为降低, 腐蚀速度也

15、因此而降低, 从而避免了集中纵深的强烈腐蚀，起到 了非常好的耐腐蚀性效果。 28/46 硫酸铜 半光亮Ni光亮Ni CrCr MP-Ni （微孔镍）（微孔镍） 微孔微孔 powder 镀层构成示意图镀层构成示意图 显微镜观察微孔显微镜观察微孔 电镀流程 1313、光亮铬（6 6+ +） 作用 镀层呈耀眼的银白 色，使零件达到最佳 的装饰效果。 29/46 镀好光亮铬的VW标牌 电镀流程14、下挂 作用 将零件从挂具上摘下，进行检验、包装。 30/46 员工正在进行下挂作业员工正在进行下挂作业 电镀流程11、珍珠镍（根据需要） 外观具有珍珠光亮效 果使零件看起来幽雅、 色泽柔和。 31/46 BORA A5拉手珍珠镍效果 电镀流程11、珍珠镍（根据需要） 原理原理 32/46 珍珍 珠珠 镍镍 不导电不导电 乳化小乳化小 液滴液滴 小液滴小液滴 脱附后脱附后 形成小形成小 凹坑凹坑 半光沢半光沢NiNi 漫反射漫反射 半光亮镍半光亮镍 珍珠珍珠镍镍 镀镀 铬铬 无数小凹坑重叠使无数小凹坑重叠使 产品表面被凹凸化，产品表面被凹凸化， 通过光的漫反射，通过光的漫反射， 可见珍珠光亮表面。可见珍珠光亮表面。 电镀流程 1313、三价铬（3 3+ +）（根据需要） 特点 1、环保、毒性低（只有六价铬的1%）