塑料电镀工艺知识培训

2024/3/3信邦集团1

塑料电镀工

艺知识讲解

2024/3/3信邦集团2目录一、工艺流程图二、电镀液成分及作用三、常见问题点及改善2024/3/3信邦集团3前处理工艺流程：除油粗化I中和稀盐酸钯水化学镍粗化II解胶化学铜2024/3/3信邦集团41、工艺流程〔六价铬〕焦铜/瓦特镍光铜I过硫酸半光镍光铜II稀硫酸活化光镍活化封口镍光铬盐酸活化珍珠镍2024/3/3信邦集团52、工艺流程〔三价白铬〕焦铜/瓦特镍光铜I活化光镍光铜II稀硫酸活化活化三价白铬三价黑鉻半光镍信邦集团信邦集团珍珠镍2、工艺流程〔三价白铬〕2024/3/3信邦集团6二、电镀液成分及作用1、除油。主要成份：除油粉操作条件：温度50~60℃；浓度：30-35g/L过滤4转/小时以上作用：除去塑胶件外表在模压、存放和运输过程中残留的灰尘和油污，或者因不标准操作引起的手印油污等，以保证塑胶件能在下一个工序中均匀地进行外表粗化。除油是利用热碱溶液对油脂的皂化和乳化作用，将素材外表油污除去的过程。碱性溶液包括两个局部：一部门是碱性物质，如氢氧化钠、碳酸钠；另一局部是硅酸钠、乳化剂等外表活性物质。碱性物质的皂化作用除去可皂化油，外表活性剂的乳化作用除去不可皂化油。超声波除油的作用

超声波强化除油，就是利用了冲击波对油膜的破坏作用及空化现象产生的强烈搅拌作用。

2024/3/3信邦集团72024/3/3信邦集团82、粗化。主要成份：铬酸酐、CP硫酸、858微蚀湿润剂操作条件：温度：66-70℃；浓度：铬酸酐〔410-450g/l〕硫酸〔400-430g/l〕858微蚀湿润剂〔1-2ml/L〕Cr3+〔5-10g/L〕搅拌：空气搅拌2024/3/3信邦集团9作用：粗化过程实际是一个化学浸蚀的过程，ABS塑料是丙烯腈〔A〕、丁二烯〔B〕、苯乙烯〔S〕的三元共聚物，是由丙烯腈与苯乙烯共聚形成的树脂相跟丙烯腈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。粗化时，粗化液可溶解ABS胶件外表层的B组分，而S-A骨架根本不溶，从而形成极多上小下大的凹坑，使胶件外表微观粗糙明显增加，并使镀层与基体能实现机械“锁扣〞式结合，提高结合力。另外，粗化液中的强氧化剂与塑料基体外表发生氧化、磺化等反响，生成较多的极性基团或使非极性分子极化，极大的提高了胶件的外表亲水性，有利于电沉积反响进行，从而提高镀层与胶件结合力。2024/3/3信邦集团10粗化后电镜扫描的三种状态2024/3/3信邦集团11粗化扯三价铬机工作原理使三价铬复原成六价铬根据电化学原理三价铬离子在阳极上氧化为六价铬离子，同时减少铬酸用量，阴极上复原的三价铬留在三价铬电解陶瓷缸内，从而降低槽液中三价铬离子的浓度。除去粗化药液中的杂质,如铜，镍，锌，镍等金属杂质。2024/3/3信邦集团123、中和。主要成份及含量：CP盐酸〔10-20ml/L〕水合联氨〔0.5-1.5ml/L〕操作条件：温度:室温；搅拌:空拌作用：产品经过化学粗化后，经水洗，外表微孔结构中会残留一些六价铬和其他杂质，如果让六价铬残留进入钯水缸，污染钯水〔六价铬会将二价锡氧化为四价锡，从而影响钯水的稳定性〕，利用水合联氨在强酸条件下的复原性可以将残留在胶件外表的六价铬清洗干净，以防止下一工序的钯水溶液受到污染。2024/3/3信邦集团134、稀盐酸主要成份：CP盐酸30-40ml/L操作条件：温度常温过滤4转/小时以上作用：防止带水进入钯水槽，一定程度上维持“钯水〞溶液中二价锡和酸的含量,防止二价锡水解。2024/3/3信邦集团145、钯水。主要成份及含量：氯化钯PdCl2〔35-45ppm〕氯化亚锡SnCl2〔1-2g/l〕CP盐酸〔280-320mL/L〕操作条件：温度22~30℃；过滤6转/小时以上

2024/3/3信邦集团15作用：我司所使用的钯水是经过敏化〔吸附Sn2+〕与活化〔复原〕后得到的胶体钯。活化是通过氯化亚锡复原钯离子并形成胶体钯和锡酸胶体。锡酸胶体是胶体钯的保护体，使胶体钯活化液稳定。反响机理：Sn2++Pd2+→Sn4++Pd↓〔胶体〕反响生成的金属钯以微胶粒形态分散于溶液中，反响生成的Sn4+那么能包围住金属钯胶粒而使其稳定分散，形成胶体溶液，从而能使胶件外表吸附上一层被Sn4+所包围的胶体钯粒子，经后续解胶后，钯粒子成为化学镀的催化活性中心。2024/3/3信邦集团16钯胶体颗粒示意图2024/3/3信邦集团176、解胶主要成份：氢氧化钠操作条件：温度18~50℃；搅拌空气搅拌过滤6转/小时以上作用：出钯水后的塑胶件外表吸附的胶体钯微粒并没有催化活性，因为原子钯周围吸附了起稳定作用的胶态二价锡水解胶层，所以必须进行解胶处理。解胶就是把钯微粒周围吸附的锡水解胶层溶解掉，露出钯粒子而又不损害钯核微粒。2024/3/3信邦集团18解胶前解胶后2024/3/3信邦集团197、化学镍I、II主要成份及含量：硫酸镍NiSO4〔28-32g/l〕柠檬酸钠Na3Cit〔35-55g/l〕次磷酸钠NaH2PO2〔13-18g/l〕氯化铵NH4Cl〔30-35g/l〕氨水NH3H2O〔镀液的20ml/l〕操作条件：温度36~42℃；过滤6转/小时以上2024/3/3信邦集团20作用:在活性金属原子钯的催化作用下，化学镍溶液中Ni2+与H2PO2-发生氧化复原反响，溶液中的镍离子Ni2+被复原成Ni金属晶体均匀排列在塑胶件外表形成宏观的化学镍镀层，形成一层金属膜，实现胶件由不导电性向导电性的转变，为后续的电镀工序提供导电的条件。注：化学镍镀层显现的灰暗色是因为镀层是除镍原子外还夹杂有少量磷原子形成了镍磷合金层。2024/3/3信邦集团218、化学铜：主要成分及含量铜Cu2+〔1.8-3.0g/L〕880A氢氧化钠NaOH〔2.5-4.0g/L〕880Z甲醛CupositY〔2.0-3.5g/L〕880YEDTA〔20-30g/L〕880EPH值〔12.0-12.5〕操作条件:温度32-38℃过滤3转/小时以上2024/3/3信邦集团22作用:在活性金属原子钯的催化作用下，化学铜溶液中铜离子与甲醛发生氧化复原反响，溶液中的铜离子被复原成铜金属晶体均匀排列在塑胶件外表形成宏观的化学铜镀层，形成一层金属膜，实现胶件由不导电性向导电性的转变，为后续的电镀工序提供导电的条件。880A为主盐提供铜离子、补充液Y为甲醛主要为复原剂、补充液Z为PH调节剂〔由于化学铜的过程是药液PH降低的过程，因此必须向药液中参加PH调节剂，以维持药液的PH值在正常范围内。〕、880EEDTA为络合剂〔以甲醛作复原剂的化学铜溶液是碱性的，为防止铜离子形成氢氧化物沉淀析出，镀液中必须参加络合剂，以使铜离子成为铬离子状态〕。2024/3/3信邦集团239、焦铜主要成份及含量：焦磷酸铜Cu2P2O7〔32-36g/l〕焦磷酸钾K4P2O7〔230-280g/l〕复磷酸〔调整PH值〕调高用１０％ＫＯＨ操作条件：温度48~52℃；阳极电解铜搅拌空拌过滤6转/小时以上作用：因化学镍层外表极易被氧化，在化学镍层外表镀上薄薄的焦铜后可以改善镀层的导电性2024/3/3信邦集团24

10、活化主要成分及含量：硫酸〔10-15g/L〕操作条件：温度室温搅拌无需搅拌作用：产品外表的焦铜在空气中很容易氧化，通过硫酸中的氢离子除去外表的氧化膜，以提高产品外表的导电性。2024/3/3信邦集团2511、光铜主要成份及含量：硫酸铜Cu2SO4〔180-220g/l〕硫酸H2SO4〔68-73g/l〕氯离子Cl-〔60-100ppm〕580A(0.2-0.5ml/L)580B(0.2-0.8ml/L)580MU(5-10ml/L)操作条件：温度22~28℃；阳极磷铜搅拌空气搅拌过滤6转/小时以上2024/3/3信邦集团26作用通过光铜电解液各种添加剂及少量的Cl-的作用可以使产品外表获得极佳的光亮性和平整性的电镀层。2024/3/3信邦集团2712、过硫酸主要成分及含量：硫酸〔12-18ml/L〕过硫酸铵〔5-8g/L〕操作条件：温度室温搅拌空气搅拌作用：光亮铜在空气中很容易氧化，活化过程可以除去氧化膜和残留在产品外表的酸铜光亮剂，为镀镍做准备，活化液可以在铜外表进行弱浸蚀，增加镍铜层的结合力。2024/3/3信邦集团2813、半光镍主要成分及含量：硫酸镍NiSO4〔280-320g/l〕氯化镍NiCl2〔40-48g/l〕硼酸H3BO3〔40-48g/l〕开缸剂〔BTL-MU〕9-12ml/L操作条件：温度52~58℃；阳极镍角〔电解镍〕搅拌空气搅拌过滤6转/小时以上作用：1、增加镍层厚度；2、提高与光镍层的电位差，增加镀层的防腐性能。2024/3/3信邦集团2914、光镍主要成份及含量：硫酸镍NiSO4〔280-320g/l〕氯化镍NiCl2〔50-55g/l〕硼酸H3BO3〔40-45g/l〕开缸剂〔41〕〔7.5-10ml/L〕光亮剂〔61D〕〔1.5-2.5ml/L〕柔软剂〔63〕〔2.5-10ml/L〕湿润剂〔62A〕〔1.0-2.0ml/L〕操作条件：温度54-60℃；阳极镍饼搅拌空气搅拌过滤6转/小时以上2024/3/3信邦集团30作用：

光镍添加剂63及镍饼是含硫的，由于硫的存在，造成半光镍层和全光亮镍层含硫量的差异，是他们之间产生一个电位差．因此，在腐蚀过程中，双层镍就形成了一个腐蚀电池，在这个电池中，全光亮镍为正极，半光镍为负极，在腐蚀发生时，全光亮镍先被腐蚀，这叫做牺牲阳极型．2024/3/3信邦集团3115、封口镍主要成份及含量：硫酸镍NiSO4〔330-360g/l〕氯化镍NiCl2〔60-65g/l〕硼酸H3BO3〔45-48g/l微孔剂(0.8-1.0g/L)分散剂〔0.1-0.2ml/L〕湿润剂〔1.0-2.0ml/L〕操作条件：温度52~58℃；阳极镍角搅拌空气搅拌循环6转/小时以上2024/3/3信邦集团32作用：封口镍俗称“镍封〞就是在光亮镍层或多层镍层外表再镀一层仅有一微米左右的光亮的含有大量非金属固体物质的镍层，封口镍含有无机粒子，分散剂以及促使镍和无机粒子共沉积的促进剂．必须用空气剧烈搅拌，因为非金属微粒的比重大，容易沉淀．通过搅拌，可使微粒均匀悬浮在溶液中，均匀的掺在镀层中．三层镍抗腐蚀机理CuSBr-NiＡＢＳMP-Ni〔微孔镍〕抗腐蚀机理第一步：在零件外表有腐蚀介质时，微孔处暴露在外的镍层作为阳极性镀层先遭受腐蚀，腐蚀电流的大小由铬层的外表积决定，在大量不连续微孔的作用下，遭受腐蚀的镍层面积将大大增多且不连续，在腐蚀电流一定的情况下，这些“微孔〞极大的分散了腐蚀电流，降低了腐蚀速率,延缓的腐蚀速度。Cr预镀Ni化学镍第二步：当腐蚀到达光亮镍层时，由于微孔镍电位较光亮镍电位高〔大约20mv〕，此时光亮镍被作为阳极性镀层优先腐蚀，微孔镍中的腐蚀被终止。第三步：腐蚀在光亮镍中进一步向下延伸直到半光镍时，由于半光镍的电位同样比亮镍高〔大约100mv〕，光亮镍同样被当做了阳极性镀层，此时向下延伸的腐蚀在半光镍被终止，腐蚀方向在光亮镍中横向进行，这样又进一步延缓了腐蚀至底材的时间,大大降底了腐蚀的速度。-------Br-Ni++++++++++--------++++++腐蚀在光亮镍中横向腐蚀腐蚀介质①电位差适宜的电位差可以引导腐蚀发生在光镍层。当腐蚀发生时，在封口镍与光镍，光镍与半光镍之间由于电位差形成了原电池，由于光镍的电位最负，在腐蚀电池中呈阳极被腐蚀，从而是使指向集体的穿透腐蚀变为集中在光镍层的横行腐蚀得以延缓。如果封口镍与光镍之间电位差过低或者甚至出现封口镍的电位低于光镍的电位，那么腐蚀在封口镍层横行展开，致使外表的铬层坍塌，表现出较明显腐蚀点。2024/3/3信邦集团34抗腐蚀能力的影象因素2024/3/3信邦集团35②微孔数微孔足量且均匀的分布可起到分数腐蚀的作用，减小单个腐蚀的面积和深度，减少可见腐蚀点数量。一般微孔密度在5000-10000个/cm2时耐蚀性开始提高，在20000-40000个/cm2时耐蚀性显著提高，在80000个/cm2以上镀层光泽下降明显，影响外观。2024/3/3信邦集团36③厚度半光镍比例：在总镍厚度相同的前提下，半光镍比例从30%提到50%，抗腐蚀等级约可提高2个等级，因此耐腐蚀性能要求较高的产品，半光镍比例必须保证到达50%甚者60%以上。封口镍厚度：要求在1.0~2.5um之间。太厚，腐蚀很难导入光镍集中腐蚀；太薄，不能起到支撑铬层、减少可见腐蚀的作用。

2024/3/3信邦集团37④电流密度

第一组第二组备注半光镍和光镍电流密度电流密度5A/dm2电流密度2A/dm2除半光镍、光镍外，其他工序参数完全相同半光镍时间20min40min光镍时间12min20min厚度（um）半光镍：11.78；13.34半光镍：9.15；10.30光

镍：11.32；11.16光

镍：11.06；11.83电位差（mV）93/2898/23微孔数约15000个约15000个16h10、10、1010、10、1032h10、9、910、10、948h10、9、810、10、864h10、8、79、9、880h9、7、69、8、72024/3/3信邦集团38由上表数据可看出，在厚度、电位差、微孔数等均相当的前提下，低电流密度的产品抗腐蚀功能要比高电流密度的产品高1-2个级别。

⑤晶格结构双层镍优良的耐蚀性能除了还得益于适宜的电位差设计和厚度比例外，其金属本身的晶体结构也起到一定的作用。从下面的金相图片可见，半光镍层金属为柱状晶体，而光镍层金属为层状晶体，两者互成垂直，对外界腐蚀性物质起到一定的阻挡作用。2024/3/3信邦集团392024/3/3信邦集团40金相切片图2024/3/3信邦集团4116、三价白铬主要成份及含量：Cr3+〔22-26g/l〕硼酸H3BO3〔65-85g/l〕稳定剂(55-75ml/L)湿润剂(2-5ml/L)络合剂(1-2ml/L)开缸盐〔400-450g/l〕操作条件：温度32~40℃；阳极碳板搅拌空拌过滤4转/小时以上2024/3/3信邦集团42三价铬镀铬，也称“环保铬〞，主要的特点为： ①三价铬镀液中的铬含量只有六价铬镀液中的1/7甚至更少，其毒性仅是六价铬的1/100；由于其浓度低，铬雾也大为降低，且操作是带出镀液消耗损失也较低；污水处理液较为容易。 ②镀液有较好的分散能力和覆盖能力，可以电镀形状较复杂的零件。 ③使用电流密度范围较宽，电流效率可达50%-60%。 ④镀层为微不连续铬镀层，呈微孔，当厚度为1um时就能出现微裂纹结构，进行俄罗斯泥腐蚀测试〔氯化钙测试〕比六价铬镀层表现出较强抗腐蚀性。 ⑤工件从镀液中取出后再放回镀液中仍可继续电镀，可实现铬上镀铬的操作。 ⑥缺点是三价铬工艺对杂质容忍度低，一次性投产本钱较大，药品价格较高。2024/3/3信邦集团4317、光铬主要成份及含量：铬酸酐〔260-290g/l〕硫酸〔0.8~1.1〕湿润剂(1-2ml/L)走位盐〔与铬酸酐按100：1的比例添加〕操作条件：温度38~42℃；阳极铅板

作用六价铬镀层具有光亮、坚硬、抗变色、耐热、耐磨等特点，在大气的条件下，能长久的保持原来的光泽；在酸、碱中都具有很高的化学稳定性〔除卤酸外〕，是一种理想的镀层。但六价铬电镀的缺点也是明显的，镀铬的阴极电流效率极低，仅有8%-16%，翻开氢气的析出形成了铬雾，对环境和工人的健康造成了损害；六价铬不能自然降解，他在生物和人体内蓄积会造成长期的危害。2024/3/3信邦集团442024/3/3信邦集团4518、脱解主要成份及含量：剥离剂〔260-300ml/L〕冰醋酸〔调PH值用〕操作条件：温度室温阳极不锈钢板电压5~10V过滤3转/小时以上作用：对挂具钢线上的电镀层进行剥离，让挂具循环使用。2024/3/3信邦集团46

19、珍珠镍

主要成分及含量：珍珠镍I号硫酸镍NiSO4〔400-450g/l〕氯化镍NiCl2〔35-45g/l〕硼酸H3BO3〔40-50g/l〕PH值〔4.2-4.6〕开缸时添加量:走位剂SS-A〔1ml/L〕开缸剂SS-B〔3ml/L〕、辅助剂SS-C〔1ml/L〕细沙SS-1〔0.25ml/L〕粗沙S-1〔0.35ml/L〕2024/3/3信邦集团47珍珠镍II号硫酸镍NiSO4〔360-370g/l〕氯化镍NiCl2〔35-45g/l〕硼酸H3BO3〔40-50g/l〕PH值〔4.2-4.6〕走位剂SS-A〔0.7ml/L〕、开缸剂SS-B〔1.8ml/L〕、辅助剂SS-C〔0.7ml/L〕细沙SS-1〔0.15ml/L〕〔粗沙S-1〔0.18ml/L〕2024/3/3信邦集团48操作条件：温度50-58℃阳极镍角搅拌磁力泵4转/小时以上作用：也叫沙丁镍，哑镍，缎面镍等等。根据添加剂的调整比例和电流参数的不同，可以得出多种外观效果。在高浓度的硫酸镍镀液中参加某些外表活性物质，这些物质具有反常的水溶解性能，溶解度随温度上升而降低。在常温下处于完全溶解状态。在镀液温度上升到某个临界值时〔浊点)就析出，变成小液珠。假设它们的直径在5～30um时，镀液处于通电状态。此时镍离子放电，这些液珠同时也分散吸附在工件外表，凡吸附点上都没有镍沉积。液珠脱附后在原外表留下微小的半圆凹坑，整个电镀过程中外表活性剂反复吸附，脱附，使工件外表镀出凹凸不平的镍层，从而得到哑色的珍珠镍。2024/3/3信邦集团4920、X代镍主要成分及含量：铬酸酐〔260-290g/l〕硫酸〔1~3g/l〕Cr3+〔1.5~2.5g/l〕操作条件：温度42~48℃；阳极铅板作用：代替镀镍镀层和三元合金镀层形成光亮防腐性、耐磨性的外观装饰层。2024/3/3信邦集团50三、常见问题点及改