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塑料電鍍主要工藝流程

ABS塑料電鍍的主要工藝流程依次為：除油、粗化、敏化、活化、化學(xué)鍍、電鍍、鍍鎳、鍍鉻、成品。以上操作中電鍍操作前的五步為化學(xué)鍍工藝，從電鍍操作開始，為常規(guī)電鍍工藝。

除油

除油的主要目的是脫脂去油，同時(shí)降低其表面張力，賦予其表面親水性。制件在加工或者運(yùn)輸過(guò)程中，難免沾到油污、脫模劑和一些雜物，這些影響后續(xù)操作的因素必須通過(guò)除油操作去除。除油操作對(duì)促使粗化均勻、提高鍍層結(jié)合力、延長(zhǎng)粗化液的使用壽命均有一定的作用[4]。

目前多數(shù)使用堿性或酸性去油劑進(jìn)行除油，屬于化學(xué)除油，前者含有苛性鈉、磷酸三鈉、碳酸鈉和其它一些助劑，操作溫度70℃左右，去油效率較高[5-7];后者含有鉻酸鹽，其去油后不必洗滌制品就可以直接放置于酸性的粗化液中。堿性和酸性去油劑作用時(shí)間約為3～5min.

有時(shí)除油后，還需用硫酸溶液來(lái)浸泡，進(jìn)行表面調(diào)整。這是由于除油過(guò)程中的高溫浸泡會(huì)使制品表皮部分含有的空氣因膨脹而形成氣泡，這樣就會(huì)使粗化處理不夠;同時(shí)由于去油劑的作用，會(huì)在制品表面生成硅酸、鹽酸皮膜，或者由于表面活性劑與樹脂的親和力過(guò)強(qiáng)等，影響粗化處理的效果。表1為ABS制件堿性去油劑參考配方。

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粗化

粗化的目的是提高表面粗糙度，增大表面積，以增大金屬鍍層和塑料的結(jié)合力;使塑料表面由憎水變?yōu)橛H水，各部分被水均勻潤(rùn)濕，以便均勻吸附金屬離子[3-4]。粗化的方法有：機(jī)械粗化、溶劑溶脹粗化和化學(xué)粗化。

化學(xué)粗化是目前廣泛應(yīng)用的一種方法。它是用化學(xué)浸蝕劑使塑料表面粗糙，增加表面積和生成某些極性基團(tuán)，使表面由憎水性變?yōu)橛H水性[8]。

化學(xué)浸蝕液是一種強(qiáng)氧化劑溶液，如鉻酸、硫酸、磷酸、硝酸、重鉻酸鉀等混合液。進(jìn)行化學(xué)粗化處理時(shí)，浸蝕條件很重要。浸蝕時(shí)間短，孔洞不能形成，制件表面過(guò)于光滑，親水性差，不利于吸附敏化劑和活化劑，會(huì)使化學(xué)鍍失敗;浸蝕時(shí)間長(zhǎng)，化學(xué)粗化對(duì)制件表面有較強(qiáng)的破壞作用，有可能破壞基體，影響鍍后外觀，還會(huì)導(dǎo)致鍍層剝離強(qiáng)度不足。一般浸蝕時(shí)間根據(jù)制品情況從幾分鐘到1h不等，浸蝕溫度一般60℃左右。粗化后的工件應(yīng)是無(wú)光亮、潤(rùn)濕(否則易露塑、結(jié)合力不良)，并無(wú)白色霜狀[9]。到目前為止ABS制品廣泛采用的化學(xué)粗化配方有2種：一種是CrO3—H2SO4—H2O浸蝕體系;一種是CrO3—H2SO4—H3PO4浸蝕體系，其中都含有六價(jià)鉻成分，另外還可以加入一些助劑，以保證浸蝕的均勻性。ABS制件粗化處理?xiàng)l件見表2.

為了將在化學(xué)粗化過(guò)程中殘存的六價(jià)鉻清洗干凈，需要使用中和劑對(duì)制件進(jìn)行中和處理，否則無(wú)法使化學(xué)鍍的引發(fā)順利進(jìn)行。中和劑的選用、用量和處理時(shí)間都對(duì)制件電鍍性能有影響。也可將制件放入鹽酸浴槽中浸漬[8]，使其六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，然后用去離子水將制件沖洗干凈。敏化

敏化的目的是在制件表面吸附一層容易氧化的物質(zhì)，以便在活化處理時(shí)可發(fā)生氧化還原反應(yīng)，并在制件表面形成具有催化作用的貴金屬薄膜[9-11]。

敏化劑是化學(xué)鍍的引發(fā)劑，并能夠促使鍍層均勻沉積，提高沉積速度，增加覆蓋能力，增大鍍層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。敏化劑是一種還原劑，當(dāng)其附著在制件表面上時(shí)，能在活化液中把金屬離子還原為金屬原子。這些金屬原子及其集合，在化學(xué)鍍中起著十分重要的活化中心的作用，沒(méi)有這些活化中心，化學(xué)鍍很難進(jìn)行。制件浸入化學(xué)鍍?nèi)芤褐?，直到在鍍層表面能觀察到一層連續(xù)沉積層的這段時(shí)間，稱為化學(xué)鍍的誘導(dǎo)期。敏化劑的根本作用就在于縮短誘導(dǎo)期，保證化學(xué)鍍的正常進(jìn)行[4]。ABS制件敏化條件見表3.

和的敏化劑是氯化亞錫(SnCl2)溶液[12-13]，此外，鈦、鋯、釷的化合物也可作敏化劑材料。在用氯化亞錫配制敏化劑時(shí)，通常要加入鹽酸和金屬錫于溶液中，加鹽酸的目的是防止SnCl2水解生成堿式氯化亞錫而使溶液渾濁，污染制件表面;加金屬錫的目的是防止空氣中的氧逐漸把溶液的二價(jià)錫氧化成為四價(jià)錫而使溶液失去敏化作用[14]。

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活化

活化的目的是在制件表面先生成一層金屬膜(將具有催化性物質(zhì)如金、銅吸附于敏感化的制件表面)，以此作為下一步化學(xué)沉積時(shí)的催化劑，利于化學(xué)鍍[9，15]。

所謂活化處理，就是將吸附有還原劑的制件浸入含有氧化劑的溶液中。一般是浸入貴金屬鹽類水溶液，于是貴金屬離子就被還原劑還原為貴金屬，從而在制件表面上形成貴金屬膜。這層貴金屬可以起到活性催化的作用，也稱催化膜，它可以加速化學(xué)鍍的還原反應(yīng)[4，16]。實(shí)踐證明，金、銀、銅、鈀等金屬都具有這種催化能力。

常用的活化劑是溶液，氯化金、氯化鈀也是的活化劑，但其成本較高。在溶液中，制件表面的氯化亞錫與發(fā)生氧化—還原反應(yīng)使銀呈一膜層被還原于制件表面上，這層對(duì)下一步導(dǎo)電層的沉積起引發(fā)、催化的作用。

實(shí)際應(yīng)用的活化劑是將2g(化學(xué)純)溶于1000mg蒸餾水中，再滴入氫氧化氨使溶液成透明為止?；罨幚頊囟葹?5～30℃，處理時(shí)間為1～3min.

需要注意的是，用膠體鈀活化液活化后的工件，要清洗，而后解膠。解膠是為洗去包圍著金屬鈀顆粒的四價(jià)錫，讓金屬鈀裸露，以觸發(fā)化學(xué)鍍，也為防止殘留錫浸入化學(xué)鍍?nèi)芤篬9，17-19]。

化學(xué)鍍

經(jīng)過(guò)活化處理后的制件表面，已有一層銀或其它金屬膜，但因很薄，此時(shí)若浸入酸性溶液，銀膜會(huì)剝落，故需*行堿性化學(xué)鍍銅，通過(guò)氧化還原反應(yīng)，在工件表面鍍上一層銅，以加強(qiáng)導(dǎo)電層，而后，可以在酸性介質(zhì)中電鍍[9]。化學(xué)鍍是一種低溫下的自動(dòng)催化還原反應(yīng)[20]。

常用的化學(xué)鍍方法有化學(xué)鍍銅、化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍銀、化學(xué)鍍鉻。但的是化學(xué)鍍銅。ABS制件堿性化學(xué)鍍銅條件見表4.

化學(xué)鍍完成后，進(jìn)入常規(guī)電鍍工藝，制件就可以像金屬件一樣進(jìn)行電鍍了。

鍍件常見質(zhì)量缺陷的解決辦法

(1)麻點(diǎn)。鍍件表面的小凸點(diǎn)或小亮點(diǎn)，由固體雜質(zhì)的小顆粒沉積在制件表面所致。其產(chǎn)生原因可能是電鍍用水有雜質(zhì)、不干凈或電鍍槽有固體雜質(zhì)，建議電鍍過(guò)程用去離子水并加強(qiáng)過(guò)濾效果;粗化過(guò)度也會(huì)造成麻點(diǎn)，應(yīng)控制濃度—溫度—時(shí)間之間的關(guān)系，防止粗化過(guò)度[21]。

(2)針孔。鍍件表面的小凹點(diǎn)，主要由電鍍過(guò)程中制件表面所吸附的氫氣沒(méi)有及時(shí)脫離而形成的。產(chǎn)生原因可能是電鍍槽中空氣攪拌不均勻，應(yīng)改善空氣攪拌，趕走制件表面吸附的氫氣[22]。

(3)露塑。制件表面沒(méi)有鍍上，主要由前面化學(xué)鍍沒(méi)有沉積上，造成后面電鍍不成功。產(chǎn)生原因可能是電鍍槽被粗化液污染或者化學(xué)鍍鎳反應(yīng)不夠快，局部沒(méi)有沉積上，應(yīng)防止粗化液被帶入后面的鍍槽或者提高槽液濃度[3]。

(4)發(fā)黃。鍍件表面局部顏色呈黃色。主要由于制件鉻層(銀白色)沒(méi)有鍍上而露出了鎳的顏色(白中偏黃色)。產(chǎn)生原因是鍍鉻電流太小，應(yīng)增大鍍鉻電流。

(5)燒焦。鍍件尖角處突起或粗糙，主要由于電鍍過(guò)程中制件局部的電流過(guò)大，鍍層結(jié)晶粗糙引起，應(yīng)降低電鍍電流[23]。

(6)生銹。鍍件表面被腐蝕、變色失去光澤，主要是鍍件耐腐蝕性能不佳遭受腐蝕引起。產(chǎn)生原因可能是電鍍掛具導(dǎo)電不良造成電鍍膜厚度及微孔數(shù)不足或者環(huán)境中含有強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，如Cl、S等物質(zhì)，應(yīng)制作新掛具，改善工藝保證電鍍層膜厚及微孔數(shù)并改善環(huán)境。

(7)起泡。鍍件表面鼓出氣泡，主要由電鍍層與塑料層結(jié)合力不佳產(chǎn)生分離。產(chǎn)生原因可能是材料性能不佳或粗化過(guò)頭或欠佳，應(yīng)選用電鍍級(jí)ABS或適當(dāng)降低或提高粗化水平[24-25]。