塑膠電鍍工藝問題及解決方案

近年來，塑料電鍍已被廣泛應用在塑料零件的裝飾性電鍍上。ABS塑料是塑料電鍍中應用最廣的一種。ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)的三元共聚物。對電鍍級ABS塑料來說，丁二烯的含量對電鍍影響很大，一般應控制在18%～23%。丁二烯含量高，流動性好，易成型，與鍍層附著力好。由于ABS是非導體，所以電鍍前必須附上導電層。形成導電層要經過粗化、中和、敏化、活化、化學鍍等幾個步驟，比金屬電鍍復雜，在生產中容易出現問題。我們從ABS塑料電鍍的工藝出發，分析原因并找出了解決的辦法。

1. 問題及解決方法

1.1 鍍件易漂浮，與掛具接觸的地方易被燒焦因為塑料的比重小，所以在溶液中易浮起。燈罩外形就象一個小盤一樣，內表面凹進去，邊上有兩個小孔，開始只用一根銅絲卡著兩個小孔進行電鍍。由于電鍍中氣體的放出，燈罩易與銅絲脫離，加之銅絲也輕，不足以使燈罩浸入溶液里。后來在銅絲上附上重物，解決了漂浮問題。銅絲與燈罩的接觸點被燒焦，并露出塑料，是因導電不良引起的。為了解決工件漂浮與導電問題，我們設計了專門的夾具。夾具有一定的重量，上燈罩后不再浮起，再用兩個較寬的導電片卡在燈罩的孔上，使各處電流均勻，接觸點就不會燒焦了。

1.2 燈罩化學鍍銅時出現氣泡，電鍍后氣泡變大，并可以揭起塑料電鍍的工藝流程為:除油→水洗→粗化→水洗→敏化→自來水洗→去離子水洗→活化→水洗→化學鍍銅→水洗→電鍍→水洗→干燥。由以上可知，化學鍍銅前的任何步驟出現問題都會導致鼓泡。引起結合力不好的原因有很多，經常易出現問題的是除油過程和粗化過程。除油不徹底，會引起掉皮、脫落。燈罩采用的是化學除油(塑料件不適宜用有機溶劑除油)，操作時，溫度升高到65～70℃，不斷地抖動工件，直到水洗后不掛水珠為止。粗化是ABS塑料電鍍中很重要的過程。粗化不足，結合力下降;粗化過度，又會使孔變大變形，結合力也會降低。由于敏化液中二價錫極不穩定，所以敏化液易失效，如不調整，會導致活化失敗。活化不足，會使化學鍍層沉積不全;而活化過度，使活性金屬在表面還原過多而形成不連續膜層，也會使結合力下降。

我們從除油開始,嚴格按除油液配方和操作條件,又檢查粗化工序的時間、溫度,新配制了敏化液和活化液,結果化學鍍銅后仍出現氣泡。幾次反復試驗,結果一樣,最后斷定鼓泡不是由除油、粗化、敏化、活化引起的。此時懷疑是否料的成分及成型工藝有問題,因為ABS塑料的成分及成型工藝與電鍍有直接的關系。ABS顆粒易吸水,要求壓注前水份含量低于0.1%,必須在80℃熱風干燥箱中烘干2～4h,周圍環境也必須干燥。ABS塑料中不能混入其它成分。我們通過調查發現注塑廠將大量成型的ABS塑料件堆放在潮濕的庫房地面上,而且注塑前的原料未經烘干。在我們的指導下,將要注塑的原料在80℃下烘干2～4h,經檢驗符合電鍍要求后再進行注塑。改進后的燈罩電鍍后鼓泡問題再沒有出現。

1.3 燈罩電鍍后表面出現黑斑,無光澤燈罩化學鍍銅后,轉入電鍍工序,我們采用的工藝流程是:鍍鎳→鍍銅→鍍亮鎳→鍍鉻。鍍銅溶液比較穩定,主要問題是銅陽極在電鍍中易產生銅粉(Cu2O),銅粉進入鍍液會引起鍍層粗糙。我們用耐蝕性陽極布包住陽極再放入陽極套中,電鍍后經常打開清洗,因此,鍍銅后表面光亮、細致、沒出現任何問題。零件鍍亮鎳后表面無光澤,而且有黑斑,加光亮劑后,問題仍未消除,分析槽液,各成分含量均在范圍之內。槽液放置一夜后,把上清液全部倒到備用槽,發現鍍槽底部有黃褐色泥狀沉淀物。經分析是由于鍍鎳溶液溫度偏高,光亮劑分解所致,電鍍時,空氣攪拌裝置把槽底的泥渣翻起來,同鎳離子一起沉積到鍍層上,造成毛刺和黑斑。

后來還發現,由于鍍鎳、鍍鉻同用一套導電棒,導電棒上帶有鍍鉻時留下的鉻酐,鍍鎳時,易將鉻帶入鎳槽中;又由于掛具沒有絕緣,鍍鎳溶液中帶入了銅雜質,這些都是引起發黑的原因。銅雜質可用0.5A/dm2電流密度電解除去。去除六價鉻,先用硫酸調節鍍液pH至3左右,然后加入亞硫酸鈉0.2～0.4g/L,攪拌,使六價鉻還原為 三價鉻 ,然后用低電流密度除去三價鉻。最后用活性炭處理過濾除去有機雜質。槽液經處理后,鍍鎳后再沒有出現黑斑。套鉻時,燈罩的凹部采用象形陽極,最后鍍出的燈罩光亮、細致,符合產品要求。

2.結論

1) 塑料件的成分及成型工藝不能忽視,這往往是電鍍工作者不易覺察的問題。

2) 電鍍時要設計專用的掛具。

3) 注意槽液的維護,使各成分保持在工藝規范內。

4) 加強工序間的清洗,不要把其它雜質帶入。