汽配件塑料電鍍工藝簡介

1/46塑料電鍍工藝

——應(yīng)用于汽車行業(yè)的高耐腐蝕性ABS/ABS+PC

塑料電鍍工藝。2/46塑料電鍍1、塑料電鍍在汽車行業(yè)的應(yīng)用2、塑料電鍍的相關(guān)概念3、電鍍線介紹4、塑料（ABS/ABS+PC）電鍍的工藝流程5、提高零件耐腐蝕性能的控制方法6、塑料電鍍常見的不良缺陷及控制3/46一、塑料電鍍在汽車行業(yè)的應(yīng)用4/46塑料電鍍在汽車行業(yè)的應(yīng)用散熱器格柵保險桿飾條字標(biāo)汽車標(biāo)牌防擦飾條防擦飾條車輪蓋擋位面板內(nèi)門把手◎塑料電鍍件被大量用于汽車內(nèi)／外裝飾性零件上5/46二、塑料電鍍的相關(guān)概念6/46塑料電鍍的相關(guān)概念電鍍：以直流電進行電解的方式使金屬或合金沉積在工件表面，以形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬層的過程。塑料電鍍：采用一定的加工方法（通常為化學(xué)鍍），先在塑料表面獲得導(dǎo)電膜，然后用電鍍的方法加厚的過程。金屬腐蝕：金屬和周圍環(huán)境中的電解質(zhì)接觸就會發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用，導(dǎo)致金屬被破壞（例如鋼鐵在環(huán)境中生銹）。陽極性鍍層：在一定條件下，鍍層的電位負于基體金屬電位的一種鍍層（常常被用于犧牲該鍍層來保護基體）。陽極犧牲性腐蝕：通過犧牲電位較負的金屬，從而延緩電位較正金屬的腐蝕。7/46相關(guān)概念—電鍍過程電鍍陽極陰極—+以鍍銅為例（其它金屬電鍍過程類似）：硫酸銅溶液銅球，陽極：Cu－2e→Cu2+（氧化反應(yīng)，銅陽極被溶解）產(chǎn)品，陰極：Cu2++2e→Cu（還原反應(yīng)，銅在陰極析出）+—零件在溶液中為陰極，銅在其表面沉積光亮銅鍍槽先決條件：1、直流電源2、電解質(zhì)溶液3、陽極4、陰極5、閉合回路8/46三、參觀電鍍線9/46四維爾的電鍍線—全景3M電鍍線全景——由許多電鍍槽組成10/46四維爾的電鍍線—四個區(qū)上掛區(qū)電鍍區(qū)下掛檢驗區(qū)控制區(qū)11/46四、塑料（ABS/ABS+PC）電鍍的工藝流程12/46工藝流程1、上掛2、除油3、粗化4、中和5、催化6、解膠7、化學(xué)鎳8、閃鍍鎳9、光亮銅11、光亮鎳10、半光亮鎳11、珍珠鎳12、鎳封13、光亮鉻13、三價鉻13、黑鉻14、下掛塑料電鍍的主要流程如下:注：1~7屬于化學(xué)鍍范疇，8~14和普通金屬電鍍類似。13/46工藝流程—1、上掛作用將零件固定在導(dǎo)電工裝（掛具）上，使其能夠和電源相連形成閉合回路，讓電鍍能順利進行。

將產(chǎn)品掛在掛具的導(dǎo)電鉤上

銅棒與電源相連可形成閉合回路產(chǎn)品上掛完成準(zhǔn)備進入電鍍線14/46工藝流程—2、除油作用清潔零件表面，除去注塑件表面的油脂、灰塵、汗?jié)n等物質(zhì)。這些物質(zhì)將直接影響后工序處理效果，以及零件表面的電鍍外觀。

A=丙烯晴B=丁二烯S=苯乙烯ABS塑料15/46工藝流程—3、粗化作用

1、使零件表面形成微觀粗糙增加電鍍面與注塑件的接觸面積。

2、使零件表面呈親水性有利于后工序的順利進行。

最終目的：增加鍍層與零件表面的結(jié)合力。

粗化前產(chǎn)品表面光滑發(fā)生鏡面反射粗化后產(chǎn)品表面粗糙發(fā)生漫反射16/46工藝流程—3、粗化原理利用粗化液的強酸性溶解ABS塑料中的B（丁二烯）成分，使零件表面形成微觀粗糙的“燕尾狀”小孔增加了電鍍面與零件的接觸面積。并且在零件表面產(chǎn)生一些-OH，-SO3H，﹥C=0等極性親水基團，使零件表面具有親水性。

ABS塑料的B成分在粗化液中被溶解形成“燕尾狀”小孔顯微鏡下觀察粗化過后的零件表面17/46工藝流程—4、中和作用利用溶液的還原性，將零件表面藏留的鉻酸還原祛除，這些藏留鉻酸對后面的工序均產(chǎn)生不利影響必須中和干凈。

如果鉻酸藏留在零件表面被帶入后面工序后,將會使零件發(fā)生局部鍍不上（露塑）的不良情況!

!18/46工藝流程—5、催化作用

溶液中的催化物質(zhì)—膠體鈀（Pd）被均勻吸附在零件表面燕尾狀的小孔中，為后面化學(xué)鎳反應(yīng)的發(fā)生提供了催化中心。

膠體鈀核的組成示意圖Cl-0.181nmPd0.128nmSn2+0.093nm膠體鈀被吸附在粗化過后的零件表面小孔中鈀錫膠體19/46工藝流程—6、解膠作用零件表面在催化液中所吸附的膠體鈀并不具有催化活性因為其周圍被二價錫離子（Sn2+）所包裹著，需要通過解膠工序溶解鈀周圍的二價錫使其裸露并真正具有催化活性。鈀錫膠體通過解膠,膠體鈀變成了具有真正活性的鈀催化劑鈀20/46工藝流程—7、化學(xué)鎳作用此工序前面的所有工序都是在為此工序的順利進行作準(zhǔn)備，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后，零件表面被覆蓋了一層能夠?qū)щ姷逆?磷合金層（約0.2um），使原先并不導(dǎo)電的塑料零件變成了導(dǎo)體，使其在后面一系列的電鍍（銅、鎳、鉻）過程都成為了現(xiàn)實。零件表面被覆蓋了一層黑色的化學(xué)鎳具有了導(dǎo)電性能21/46工藝流程—7、化學(xué)鎳原理

對于化學(xué)鎳的機理,目前尚無統(tǒng)一的認識,按照”原子氫態(tài)學(xué)說”來解釋,在有催化劑存在的情況下發(fā)生如下一系列的氧化還原反應(yīng):H2PO2﹣+H2O→H++HPO3

2﹣

+2H

△Ni2﹢+2H→Ni+2H﹢H2PO2﹣+H→P+H2O+OH﹣

△

H2PO2﹣+H2O→H+HPO3

2﹣+H2↑

反應(yīng)的過程中主要生成Ni-P合金和氫氣。產(chǎn)品在化學(xué)鎳中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)析出氫氣通過反應(yīng)零件表面被覆蓋一層化學(xué)鎳（Ni-P合金）22/46工藝流程—8、預(yù)鍍鎳作用化學(xué)鎳層比較?。?.2um左右）導(dǎo)電性能不佳，在化學(xué)鎳表面增加一層預(yù)鍍鎳可增加零件的導(dǎo)電性能。23/46工藝流程—9、光亮銅作用銅具有良好的延展性、柔韌性、較其它鍍層的熱膨脹系數(shù)更接近于塑料，在零件表面鍍上一層厚約15~25um平滑而柔韌的銅層，有利于增加零件與整個鍍層的結(jié)合力、耐溫變能力以及耐腐蝕性，在零件受到外界環(huán)境溫度變化或沖擊時能夠起到一個緩沖作用，減小零件受損程度。鍍好銅的VW標(biāo)牌24/46電鍍流程—10、半光亮鎳作用零件外觀呈半光亮狀所以稱為半光亮鎳，該鍍層具有良好的延展性及整平性，半光亮鎳層基本上不含硫（＜0.005%），電位較光亮鎳鍍層高，零件在銅層上繼續(xù)鍍上一層半光鎳和光亮鎳組合，使零件同時具有良好的機械性能和耐腐蝕性能。鍍好半光亮鎳的VW標(biāo)牌25/46電鍍流程—11、光亮鎳作用使零件外觀具有鏡面光亮效果，顏色白中偏黃，在零件遭受腐蝕介質(zhì)產(chǎn)生腐蝕時，由于光亮鎳鍍層中含硫（0.06%~0.08%）電位較半光亮鎳低，作為陽極性鍍層優(yōu)先腐蝕，并且腐蝕方向由縱向變成橫向，避免了大而縱深的腐蝕結(jié)果，從而大大延緩了零件腐蝕的速率。鍍好光亮鎳的VW標(biāo)牌26/46電鍍流程—12、鎳封（微孔鎳）作用/原理在光亮鎳溶液的基礎(chǔ)上在電鍍?nèi)芤褐刑砑右恍┎粚?dǎo)電的細小微粒（一般直徑約在0.5um）左右，在電鍍過程中鎳不斷在零件上沉積，同時這些微粒也被帶入了鍍層，這些微粒由于不導(dǎo)電所以在微粒上是鍍不上其它鍍層的,因此鍍完鉻層以后在零件上形成了貫穿至鎳層的不連續(xù)的小孔（俗稱微孔），在零件遭受腐蝕的時候，正是這些微孔的存在增大了鎳層的暴露面積，很好的分散了腐蝕電流，使單位面積鎳表面積上的腐蝕電流大為降低,腐蝕速度也因此而降低,從而避免了集中縱深的強烈腐蝕，起到了非常好的耐腐蝕性效果。硫酸銅半光亮Ni～光亮NiＡＢＳ

Cr

MP-Ni（微孔鎳）微孔powder鍍層構(gòu)成示意圖顯微鏡觀察微孔27/46電鍍流程—13、光亮鉻（6+）作用鍍層呈耀眼的銀白色，使零件達到最佳的裝飾效果。鍍好光亮鉻的VW標(biāo)牌28/46電鍍流程—14、下掛作用將零件從掛具上摘下，進行檢驗、包裝。員工正在進行下掛作業(yè)29/46電鍍流程—11、珍珠鎳（根據(jù)需要）

外觀具有珍珠光亮效果使零件看起來幽雅、色澤柔和。BORAA5拉手珍珠鎳效果30/46電鍍流程—11、珍珠鎳（根據(jù)需要）原理珍珠鎳不導(dǎo)電乳化小液滴小液滴脫附后形成小凹坑

半光沢Ni漫反射半光亮鎳珍珠鎳鍍鉻無數(shù)小凹坑重疊使產(chǎn)品表面被凹凸化，通過光的漫反射，可見珍珠光亮表面。31/46電鍍流程—13、三價鉻（3+）（根據(jù)需要）特點

1、環(huán)保、毒性低（只有六價鉻的1%）廢水處理簡單。

2、電流效率高覆蓋性能、分散性能高于六價鉻。缺點

1、鍍層色澤較六價鉻稍暗。

2、耐腐蝕性能及硬度沒有六價鉻好。目前，在歐洲、美國、日本等發(fā)達國家開始應(yīng)用，在國內(nèi)汽車行業(yè)上的應(yīng)用很少見。32/46電鍍流程—13、黑鉻（根據(jù)需要）作用鍍層外觀呈光亮黑色（略偏黃），使零件更顯高檔、華貴。原理黑鉻并不是純鉻而是鉻和三氧化二鉻的水合物組成，晶粒呈樹枝狀結(jié)構(gòu)，其特殊的物理性質(zhì)能夠完全吸收光波而發(fā)黑。

鍍好黑鉻的SGM710格柵33/46

五、提高零件耐腐蝕性能的控制方法34/46零件性能-抗腐蝕機理CuSBr-NiＡＢＳMP-Ni（微孔鎳）抗腐蝕機理第一步：在零件表面有腐蝕介質(zhì)時，微孔處暴露在外的鎳層作為陽極性鍍層先遭受腐蝕，腐蝕電流的大小由鉻層的表面積決定，在大量不連續(xù)微孔的作用下，遭受腐蝕的鎳層面積將大大增多且不連續(xù)，在腐蝕電流一定的情況下，這些“微孔”極大的分散了腐蝕電流，降低了腐蝕速率,延緩的腐蝕速度。Cr預(yù)鍍Ni化學(xué)鎳第二步：當(dāng)腐蝕到達光亮鎳層時，由于微孔鎳電位較光亮鎳電位高（大約20mv），此時光亮鎳被作為陽極性鍍層優(yōu)先腐蝕，微孔鎳中的腐蝕被終止。第三步：腐蝕在光亮鎳中進一步向下延伸直到半光鎳時，由于半光鎳的電位同樣比亮鎳高（大約100mv），光亮鎳同樣被當(dāng)做了陽極性鍍層，此時向下延伸的腐蝕在半光鎳被終止，腐蝕方向在光亮鎳中橫向進行，這樣又進一步延緩了腐蝕至底材的時間,大大降底了腐蝕的速度。-------Br-Ni++++++++++--------++++++腐蝕在光亮鎳中橫向腐蝕腐蝕介質(zhì)35/46零件性能-控制方法項目控制點一般控制范圍(客戶標(biāo)準(zhǔn)各異)福特標(biāo)準(zhǔn)耐腐蝕性膜厚Cr0.15~0.5um≥0.18umMP-Ni2.5umTOTAL:20um左右≥21umBr-Ni7umSBr-Ni12umCu15~25um≥18um微孔數(shù)微孔數(shù)少耐蝕性差10000~20000PCS/CM2≥10000PCS/CM2電位差

MP-Ni&Br-Ni20~40mv/SBr-Ni&Br-Ni≥100mv≥100mv36/46零件性能-控制方法SBr-NiBr-NiMp-Ni電位差曲線圖（電位差良好）

微孔數(shù)測量圖(＞12000PCS/CM2)CASStest結(jié)果橫截面圖比較好的試驗結(jié)果—Cr層被很好的保護，腐蝕在光亮鎳層內(nèi)部橫向進行延緩了腐蝕速度。28mv150mv37/46

6、塑料電鍍常見的不良缺陷及控制38/46塑料電鍍的不良缺陷1、麻點2、針孔3、露塑（沒鍍上）4、發(fā)黃5、燒焦6、起泡7、生銹電鍍后會將產(chǎn)品缺陷放大1.5倍，塑料電鍍件的不良缺陷主要有以下七種：39/46缺陷及控制—1、麻點◎麻點——零件表面的小凸點或小亮點，由固體雜質(zhì)的小顆粒沉積在零件表面所至。產(chǎn)生原因?qū)Σ?、電鍍用水有雜質(zhì)不干凈建議電鍍過程使用DI水2、電鍍槽有固體雜質(zhì)加強過濾效果40/46缺陷及控制—針孔◎針孔——零件表面的小凹點，主要由電鍍過程中零件表面所吸附的氫氣沒有及時脫離而形成。產(chǎn)生原因?qū)Σ唠婂儾壑锌諝鈹嚢璨痪鶆蚋纳瓶諝鈹噭樱?/p>