汽配件塑料電鍍工藝簡(jiǎn)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?cè)谄囆袠I(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?cè)谄囆袠I(yè)的應(yīng)用4/46塑料電鍍?cè)谄囆袠I(yè)的應(yīng)用散熱器格柵保險(xiǎn)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(jìn)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(huì)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(yáng)極性鍍層：在一定條件下，鍍層的電位負(fù)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(hù)基體）。陽(yáng)極犧牲性腐蝕：通過犧牲電位較負(fù)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(yáng)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(yáng)極：Cu－2e→Cu2+（氧化反應(yīng)，銅陽(yáng)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(yáng)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(gè)區(qū)上掛區(qū)電鍍區(qū)下掛檢驗(yàn)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(jià)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(qiáng)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(tuán)，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(duì)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(huì)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?yàn)槠渲車欢r(jià)錫離子（Sn2+）所包裹著，需要通過解膠工序溶解鈀周圍的二價(jià)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(jìn)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(shí)。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(duì)于化學(xué)鎳的機(jī)理,目前尚無統(tǒng)一的認(rèn)識(shí),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)鎳層比較薄（0.2um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(gè)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(shí)能夠起到一個(gè)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(shí)具有良好的機(jī)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(shí)，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(yáng)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(xì)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(shí)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(shí)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(qiáng)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(dá)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(jìn)行檢驗(yàn)、包裝。員工正在進(jìn)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(jià)鉻（3+）（根據(jù)需要）特點(diǎn)

1、環(huán)保、毒性低（只有六價(jià)鉻的1%）廢水處理簡(jiǎn)單。

2、電流效率高覆蓋性能、分散性能高于六價(jià)鉻。缺點(diǎn)

1、鍍層色澤較六價(jià)鉻稍暗。

2、耐腐蝕性能及硬度沒有六價(jià)鉻好。目前，在歐洲、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家開始應(yīng)用，在國(guó)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(jī)理CuSBr-NiＡＢＳMP-Ni（微孔鎳）抗腐蝕機(jī)理第一步：在零件表面有腐蝕介質(zhì)時(shí)，微孔處暴露在外的鎳層作為陽(yáng)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(dá)光亮鎳層時(shí)，由于微孔鎳電位較光亮鎳電位高（大約20mv），此時(shí)光亮鎳被作為陽(yáng)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(jìn)一步向下延伸直到半光鎳時(shí)，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(yáng)極性鍍層，此時(shí)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(jìn)行，這樣又進(jìn)一步延緩了腐蝕至底材的時(shí)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(xiàng)目控制點(diǎn)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(cè)量圖(＞12000PCS/CM2)CASStest結(jié)果橫截面圖比較好的試驗(yàn)結(jié)果—Cr層被很好的保護(hù)，腐蝕在光亮鎳層內(nèi)部橫向進(jìn)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(diǎn)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(huì)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(diǎn)◎麻點(diǎn)——零件表面的小凸點(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(qiáng)過濾效果40/46缺陷及控制—針孔◎針孔——零件表面的小凹點(diǎn)，主要由電鍍過程中零件表面所吸附的氫氣沒有及時(shí)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?dòng)，