塑料水电镀工艺

《化妆品包材选用与检测》课程塑料水电镀工艺01水电镀的基本概念及水电镀塑胶材料的基本特性02塑胶水电镀的设备及工艺03电镀件功能的需求04常见电镀缺陷及原因分析CONTENTS目录水电镀的基本概念及

水电镀塑胶材料的基本特性

Part1电镀的基本概念电镀：利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化（如锈蚀），提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性（硫酸铜等）及增进美观等作用。不少硬币的外层亦为电镀。电镀工艺的应用用途:①防腐性②防护装饰③耐磨损④电性能：提供导电或绝缘性能的涂层⑤工艺要求水电镀塑胶材料的特性常见的塑胶包括热塑性和热固性的塑料，均可以进行电镀，但需要作不同的活化处理，同时后期的表面质量也有较大差异。不是所有的塑胶材料都可以电镀。一般只电镀ABS材质的塑件。有时也利用不同塑胶料对电镀活化要求的不同先进行双色注塑，之后进行电镀处理，这样由于一种塑胶料可以活化，另一种无法活化导致局部塑料有电镀效果，达到设计师的一些设计要求。电镀级ABS树脂成分图丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（C8H8·C4H6·C3H3N）结构电镀级ABS树脂的研究开发史分类SASABS优点无色，无味;无毒;密度；热可塑性好改善了抗张力和热变形温度改善了耐冲击力缺点热变形温度低；耐冲击力弱；易脆化耐冲击力弱/ABS塑料电镀制品不仅可以实现很好的金属质感，而且能减轻制品重量，在有效改善塑料外观及装饰性的同时，也改善了其在电、热及耐蚀等方面的性能。将塑料表面披覆上金属，不但增加美观，且补偿塑料的缺点，赋予金属的性质，充分将塑料及金属的特性相结合，塑料电镀产品应用在电子、化妆品瓶包材等表面处理中。电镀级ABS树脂的成型工艺原则①树脂中B的含量最低不能低于10%，市场普遍控制在18-30%以内；②ABS树脂在成型前控制含水率在0.13%以下；③成型的温度控制在250-270℃；④模具的温度控制在定模70-80℃，动模控制在50-80℃，这是为了避免黏附定模，也是为了缩小制品收缩率，缩短成型周期；⑤成型时的进料速度，尽量慢一些较好；⑥成型时的进料压力，尽量低一些为好；⑦尽量减少粒子在高温段的滞留时间；⑧尽量少用或禁用脱模剂，保证原材料的纯正，尽量不要混入灰尘，杂料，色母，回收。为保证成型后的注塑件在电镀时有很好的结合力，电镀级的ABS注塑件要遵循原则：电镀级ABS注塑件外形设计原则对于不要求有光泽的地区，可以考虑做成梨花状或压花状的表面注塑件表面应尽量平滑1边缘尽量倒圆注塑件外形尽量避免直角边，尖角2尽量避免大面积平面3壁厚最低不能少于1.9mm注塑件要保证足够的强度4保证后续电镀镀层的均匀性注塑件上尽量多设计几个可以装挂具的位置5熔接线不要设计在外观面上6电镀级ABS注塑件内应力检查方法和处理方法ABS注塑件设计加工ABS塑料一般会溶于丙酮、丁酮、甲异丁酮、醋酸，醋酸戊酯、苯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、二氯乙烷、氯仿、三氯乙烷等绝大多数常见有机溶剂，因此可以利用这一点来检查和修复ABS注塑件检查方法：1.21±2℃冰醋酸中静置30s-120s，观察表面是否有细微裂纹2.24±3℃甲乙酮和丙酮的混合溶剂中（1：1）15s，取出后观察表面裂纹处理方法：1.60-75℃的温度下，加热2-4hrs2.25%体积比的丙酮中浸泡30mins塑胶水电镀的设备及工艺Part2电镀设备：2.水槽的作用:主要用于清洗，将表面残留的残留物去除。1.酸碱槽的作用:主要用于脱脂清洗，表面比较难清洗的脏污等，进行表面粗化，活化等。4.配套之电源:保证离子的移动，加热液温。电镀设备主要由酸碱槽、水槽、电镀槽、电源等组成。3.电镀槽的作用:主要用于在被电镀物上镀膜。塑胶水电镀工艺ABS电镀就是将ABS中的B(丁二烯)以化学方式腐蚀掉，使产品表面呈现一些疏松的细孔，再附着一层导体(比如铜)使其能够导电，随后再参照金属电镀的方式进行电镀，在其表面镀上一层金属薄膜。所以，ABS电镀是化学镀与电镀的混合。粗化后的平均孔径在0.2-2μm，数量要大于10000个/cm2，为了取得良好的结合力，丁二烯在成型时尽量保证球形的微观结构。塑胶电镀工艺流程介绍（前制程）1.电镀前制程:电镀前制程的目的在塑胶电镀前要形成导电性良好的金属镀层，镀层均一、连续性好，保证电流可以形成回路保证电镀进行。⒉.在每个工艺之间都有水槽进行清洗。3.脱脂:为了去除注塑件表面的油污，抛光膏等污染物，为了粗化工序提供清洁的表面

4.粗化：粗化的目的是使塑料表面微观粗糙，使镀层与基体接触面积上升，还可使塑料表面由憎水变为亲水，以提高塑料表面与镀层间的结合力。5.敏化:使工件表面吸附一层容易氧化的物质，以便在活化处理时被氧化，可以缩短化学镀的诱导期，并保证化学镀的顺利进行。6.活化:将敏化处理时生成的一层物质氧化，在塑料表面产生有催化性的贵金属薄层，作为化学镀时氧化还原反应的催化剂。塑胶电镀工艺流程介绍（后制程）一、镀铜的目的1.将素材上的缺陷进行覆盖。2.对表面的光滑度有直接的用处。二、镀镍1.分镀全光镍和半光镍两个制程。2.全光镍的与半光镍的是两个互相垂直的方向的排列，这样使其镀层比较致密。3.镀镍层的主要用处是隔绝空气与铜层接触，防止铜层氧化。三、镀铬（三价）镀铬层的用处主要是为了染色，增加表面硬度，让镀层的颜色符合要求。四、电镀中控制的重点参数1.溶液浓度；2.溶液PH值；3.溶液温度；4.制程时间；5.电流值，6.膜厚。电镀件功能的需求Part3电镀件功能的需求从总膜厚的角度来说，膜厚对尺寸的影响很小，但由于电流波的分布不均匀和素材的毛边和棱角往往造成“尖端放电”，这种现象尤其在孔的位置尤其明显，所以孔的直径往往需要进行监控，因此在边角部位的尺寸会有影响。镍层厚度：由化学镀镍、半光镍、光镍、封口镍决定鉻层厚度：由镀铬工艺决定铜层厚度：由焦铜和硫酸铜工艺决定①膜厚电位差的要求是为了增强电镀件的抗腐蚀性能，通过不同硫含量的添加剂在电镀槽中的反应，来取得不同镍层厚度的电势要求，以此来减缓零件腐蚀时发生的电化学腐蚀。测试方法：电位差测试仪影响因素：光镍与半光镍的中工艺过程中的含硫量②电位差在镍封工艺的槽液中加入了一些不导电的颗粒，这些颗粒与镍依附在一起，由于这些颗粒不导电，但占据了镍的位置，应此在镀完鉻后在零件表面就形成了很多微小的孔；这样在零件被腐蚀的时候，这些小孔增加了腐蚀的横向面积，降低了零件的整体腐蚀速度。测试方法：微孔测试仪；铜沉积法影响因素：镍封槽液中的添加剂含量③微孔测试由于镍在长期的湿度和温度作用下，会造成镍层被腐蚀，释放出镍盐，这些镍盐会对人体造成过敏。应此需要针对含镍的电镀件进行测量，以期评估镍的释放量在安全的范围内测试方法：原子吸收光谱、电感耦合等离子光谱影响因素：环境腐蚀；电镀中含镍的制程④镍释放量测试电解镍⑤Cass测试主要验证电镀件抵御腐蚀的能力测试方法：盐雾测试机影响因素：环境腐蚀⑥附着力测试主要验证电镀层与底材的结合力测试方法：百格刀影响因素：粗化制程的微孔数和敏化活化不彻底⑦冷热循环测试主要验证铜层的冷热冲击承受能力测试方法：冷热循换机影响因素：硫酸铜制程常见电镀缺陷及原因分析

Part4常见缺陷麻点产生原因与相应对策表产生原因对策电镀用水有杂质，不干净建议电镀使用去离子水电镀槽有固体杂质加强槽液过滤和槽底清理挂具损坏；污染，带入电镀槽更换挂具，清洁挂具注塑件划伤，起皮改善包装，物流麻点、针孔、漏镀、发黄、烧焦、气泡、生锈1麻点：零件表面的小凸点、小亮点；由固体杂质的小颗粒沉积在零件表面所致。针孔：零件表面的凹点，主要是电镀过程中吸附在零件表面的氢气没有释放出来针孔产生原因与相应对策表产生原因对策电镀过程中空气搅拌不均匀，尤其是化学镍过程改善空气搅拌系统注塑件表面损伤修模，改善包装常见缺陷麻点、针孔、漏镀、发黄、烧焦、气泡、生锈漏镀：零件表面注塑面外漏，主要是化学镍没有沉积上，造成后面电镀不成功。漏镀产生原因与相应对策表产生原因对策电镀槽被粗化液污染改善粗化槽区域的隔离和粗化后的清洗中和化学镍没有沉积到注塑件上,化学镍沉积速度较慢改善化学镍槽内溶液浓度注塑件中沉积油污/有应力延长洗模时间/注塑件去应力零件在挂具上叠压维修挂具漏液露型常见缺陷麻点、针孔、漏镀、发黄、烧焦、气泡、生锈发黄：零件表面局部发黄,主要是银白色的鉻层没有镀上,造成底部白中偏黄的镍层外漏。发黄产生原因与相应对策表产生原因对策镀铬电流太小增加镀铬电流发黄常见缺陷麻点、针孔、漏镀、发黄、烧焦、气泡、生锈烧焦：零件尖角处突起或粗糙，主要由于零件电镀过程中局部电流过大，镀层结晶粗糙引起。烧焦产生原因与相应对策表产生原因对策电镀电流过大降低电镀电流注塑件局部突起修模常见缺陷麻点、针孔、漏镀、发黄、烧焦、气泡、生锈烧焦起泡：零件表面产生中空的气泡，主要由于电镀过程中电镀层与塑料层结合力差导致起泡产生原因与相应对策表产生原因对策零件的注塑材料性能不佳建议选用客户认可的ABS材料化学镍过程中，氢气排气不良调整空气搅拌角度，增大气压注塑件中含有非电镀级塑料杂质清洗注塑螺杆，提升塑料粒子纯度塑胶粒子未烘干