一.塑料電鍍概述：
1.塑料電鍍件的特點：
塑料件電鍍後,既保持了製品重量輕,抗蝕性好的特點,又賦予其金屬的導電性,耐磨性,裝飾件等特點.它不僅可用於裝飾品,還可用於某些具有特殊要求的零部件.
塑料電鍍件的效能:塑料電鍍件與金屬零件相比,有許多優越性.
a. 重量輕塑料的密度為0.9-2.2g/cm3,最輕的塑料是聚丙烯,密度為0.9-0.91 g/cm3,比水還輕.
b. 耐蝕性好塑料件本身抗蝕效能比金屬強,電鍍後仍比金屬強.
c. 易成型塑料件易成型,一般形狀的零件生產速度比金屬快10倍以上.生產裝飾性塑料電鍍件時,只要模具的表面粗糙度適宜,成型的塑料件可獲得光滑的平面,電鍍前無需拋光,即可獲得高裝飾性外觀.
二.塑料電鍍件的主要效能: 塑料電鍍件的主要效能是指塑料與金屬的結合力,塑料電鍍件的機械強度,耐熱性能,抗蝕效能,生產效能等五個方面.
1. 結合力結合力的大小,與塑料本身的物料、化學效能有關.不同種類的塑料與金屬鍍層之間的結合力相差很大.目前用作裝飾性塑料電鍍件,主要是abs塑料,其次是改性聚丙乙烯和聚丙烯.
2. 抗蝕效能: 塑料電鍍件因鍍層組合以及鍍層厚度的不同,其抗蝕效能有很大差別.
塑料電鍍件的抗蝕性之所以比具有同樣鍍層的金屬件高,是因為塑料電鍍件的腐蝕不同於金屬件的腐蝕.首先,塑料電鍍件是按陽極保護機理進行腐蝕的.輕者,因銅鍍層的腐蝕鍍層出現銅綠或暗褐色斑點.
可能引起區域性鍍層鼓泡或起皮;重者,由於銅鍍層完全被腐蝕,導致銅鍍層溶解,鍍層全部脫落.因此,對於要求抗蝕效能很高的塑料電鍍件,應採用雙層鎳加微孔鉻鍍層.其次,塑料與金屬鍍層不可能形成原電池,即使出現腐蝕斑點,也不可能向深度延伸,僅作橫向擴充套件.
3. 耐熱性: 塑料電鍍件的耐熱性能,主要取決於塑料本身的耐熱能力,以及金屬鍍層的結合強度.
其次,也與金屬鍍層的耐熱性能有關.不同種類的塑料,其耐熱性能各不相同.任何一種塑料電鍍後,其耐熱能力都將有不同程度的提高.
如下表：
abs塑料的耐熱性能和變形溫席
4. 機械強度: 塑料電鍍件的機械強度與塑料的種類密切相關.一般情況下,塑料件電鍍後,其剛性均有所提高.
5. 生產效能: 金屬件的製作,一般要經過沖壓、車、鉗、刨、磨等繁雜的機械加工工序。
而塑料件只需成型，其生產效率比金屬件快10倍以上，可節省大量的機械加工工時及機械加工裝置。另外，塑料密度小，比金屬件成型省力、方便。
一． 金屬與塑料結合的機理及影響因素：
1. 金屬與塑料結合的機理
1. 機械結合論:目前,人們對於塑料與金屬鍍層間結合的機理主要有兩種觀點:一是機械結合,另一種是機械結合兼化學結合,而以機械結合為主.
機械結合論認為,abs（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）塑料經過化學粗化後,其b組分(丁二烯)被溶解掉,形成許多燕尾形的顯微凹坑(即鎖扣),化學鍍時,沉積出的金屬微粒將填滿這些凹坑,產生」鉚接」效果,形成機械鎖扣.因而,也把機械結合論稱為鎖扣論.
⑵.機械-化學結合論: 機械-化學結合論認為,塑料在化學粗化時由於溶液(有機或無機)的蝕刻溶解作用,在塑料表層一成許多微小的凹坑、孔洞或溝槽。
鍍層深入凹坑、孔洞或溝槽開成機械鎖扣。同時，化學粗化也增強了塑料表面的化學活性，氧化生成親水基團，使鍍層與塑料結合在一起，並具有一定的結合強度。
對塑料件進行電鍍，雖然對塑料電鍍的各個環節均不可粗心大意，但關鍵是掌握好粗化工藝。可以說，塑料電鍍的成敗，關鍵在於化學粗化的好壞。
2.影響鍍層結合力的主要因素
1. 塑料種類為了保證鍍層與塑料基體的結合力，在選擇塑料時應當考慮：塑料的尺寸穩定性要好，塑料表面的硬度要適中，抗拉強度不得小於2000n/cm2，塑料熱變形溫度越高越好，選擇適當的合成工藝，塑料的成型性好，以保證材料的均勻性，採用具有良好電鍍效能的電鍍級塑料等等。
2. 塑料電鍍件的造型設計塑料電鍍件的造型設計,應儘量減少銳邊、尖角及鋸齒形,不宜有盲孔,儘量減少深凹、突出部分,應有足夠的壁厚,儘量減少大面積的平直表面,不宜採用長方形、v形槽.若塑料電鍍件需要螺紋時,應採用公尺製粗螺紋,孔深大於螺紋30%,還應設計有足夠的裝掛位置,應易於脫模等等.
3. 塑壓模具的設計與製造在設計塑料電鍍件用的模具時,應當考慮到電鍍加工過程中的各項要求,例如裝掛位置、零件的電流分布等.還應考慮到塑料零件的成型過程中,使模具溫度控制在一定的範圍內,即應在模具上設計適當的冷卻系統.
4. 塑料零件的成型工藝塑料零件的成型工藝,主要包括注射機的選擇、成型樹脂溶化溫度、注射壓力、注射速度、模具表面溫度、脫模等,這些因素對鍍層結合力都有很大影響.塑料種類不同,成型工藝則不同,成型工藝則不同.
因此,在成型時應嚴格執行工藝規範,否則不能電鍍.
5. 塑料零件的表面預處理塑料電鍍件的表面預處理工序,主要有化學粗化、敏化、活化、化學鍍等,這些工序對鍍層結合力的影響都很大.特別是化學粗化,是鍍前處理的關鍵工序.
6. 金屬鍍層的結構與厚度鍍層的結合力與它的結構有關,其原因有兩個方面:第一,不同的金屬鍍層所具有的應力大小不一樣.
因此,對金屬鍍層的結構要求是:應力越小越好,韌性越大越好,中間鍍層(或起始鍍層)與塑料應有十分接近的熱膨脹係數,良好的韌性,以及足夠的厚度.
三、化學鍍前的準備
化學鍍前的準備,是指在塑料零件表面上,用一定的加工方法(通常用化學粗化、敏化、活化),使之密布一層具有催化活性的金屬微粒的全過程.
1.除油(鹼性除油) 不耐鹼液的塑料(如玻璃纖維增強塑料,酚醛塑料等),不能採用鹼性除油.
2.粗化粗化是塑料電鍍中最關鍵的工序,對塑料鍍層結合力的影響最大.
⑴.粗化的目的
①.增大金屬鍍層與塑料零件表面的接觸面粗化後,塑料零件表面呈微觀粗糙不平的狀態,從面增大了鍍層與塑料的接觸面.
2 .塑料零件變成親水體粗化後,使塑料表面的聚合分子斷鏈,由長鏈變成短鏈,並在斷鏈處形成無數親水極性基團,使塑料零件由憎水體變成親水體,有利於粗化後各道工序的順利進行.粗化的最終目的是提高鍍層與塑料的結合力.
⑵.粗化的種類
①.機械粗化機械粗化可用砂紙打磨、滾磨、氣噴、水噴、蒸汽噴磨料等方法.其中噴砂、砂紙打磨和滾磨法應用較廣.
②.有機溶劑粗化先用有機溶劑對零件表面進行溶脹,然後用化學粗化液進行粗化,可獲得最佳粗化效果.、
③.化學粗化目前國內外塑料電鍍行業中95%以上都是採用化學粗化法.因為此法除汙垢能力強,粗化速度快,效果好,適用範圍廣,配製簡單,易於維護.
粗化液中的三價鉻含量,隨著使用次數的增加而提高.有人認為,高鉻酐型粗化液中,三價鉻的含量不應超過22g/l;低鉻酐型粗化液進行過試驗,結果是三價鉻的含量達到56g/l時,溶液仍可繼續使用,但粗化速度顯著下降.總之,當粗化液中三價鉻的含量超過30g/l後,為了保證產品質量,建議停止使用,應更換新的粗化液.
⑶.粗化質量的檢驗塑料電鍍件表面粗化質量的檢驗方法有兩種:一種是儀器檢驗,另一種是目測法.儀器檢驗方法複雜,不適合生產中使用,這裡不予介紹.下面介紹目測法.
⑷.目測法是把粗化過的零件洗淨,吹乾,觀察表面絨狀的白色薄膜的厚度或均勻程度.觀測時,最好將零件表面與入射光構成45。
的角度,人的眼睛也應從45。的方向上去觀測，並稍微轉動零件，通過反射光強弱的變化，來判定粗糙程度。
具有最佳粗化度的塑料零件表面，在顯微鏡下呈海綿狀。用肉眼檢驗時，能明顯地看出表面不顯光澤而略變暗。
⑸.abs粗化液成分及工作條件.
鉻酐 cro3380-450g/l
硫酸 h2so4(密度1.84g/cm3) 380-430g/l
溫度60-68℃
時間5-15min
(6).影響粗化效果的幾個方面：
a． cro3的濃度，濃度越高粗化效果會越好，濃度太高，會粗化過度；
b． h2so4的濃度，其影響同cro3；
c． 溫度的影響，溫度低於60℃時粗化效果很差，60-70℃最佳，過高會粗化過度；
d． 粗化時間的長短；
e． 三價鉻的含量，控制在10-15g最佳；
f． 粗化液粘度的影響，粗化液用久後，隨著b成份的增加，其粘度增大。
3.敏化
⑴.敏化目的敏化是使塑料零件表面吸附一層易於氧化的物質(催化膜),例如二價錫離子.在活化處理時,該催化膜作為銀或銅的還原劑,使銀或銅附著於零件表面.
若敏化液中的二價錫離子不發生水解,則塑料零件表面上沉積的二價錫數量與零件在敏化液中的持續時間無關,而與下列因素有關:
①.與清洗條件有關,過低的清洗壓力和流速,不利於水解產物氫離子的擴散,會減緩水解反應速度;過高的壓力與流速,又不利於凝膠狀物質的形成與附著.
②.與敏化液的酸度和二價錫離子的含量有關.
③.與塑料本身的組織結構有關.
④.與塑料表面的粗化程度有關.
⑤.與塑料零件本身的形狀複雜程度有關.
⑥.與清洗水水質有關.
⑵.敏化液成分及配製方法
①.敏化液成分及工作條件
二氯化錫 snci2.2h2o10-20g/l
鹽酸 hci10-20ml/l
錫條1根
溫度室溫
時間5-10 min
②、配製方法將需要量的氯化亞錫溶於部分鹽酸溶液中,然後用蒸餾水稀釋至規定的體積.切忌把氯化亞錫溶於蒸餾水後再加鹽酸.配製好後,在溶液中加入一錫條,以保證錫呈二價狀態.
⑶.操作與維護
①.敏化時,要多翻動零件,促使敏化均勻.
②.敏化後,要反覆清洗,清洗水流速不宜過大.
③.敏化後零件的顏色,應比未敏化時稍淺.如果敏化效果不好,可活化後再敏化.
④.隨著使用次數的增多,溶液逐漸變成白色混濁狀,應棄舊更新.
⑤.敏化液使用後,應密閉放置,以保持溶液的穩定性.
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