塑料电镀广泛用于电子工业、国防科研、家用电器及日用品上。它能节省金属材料,简化加工工艺,减轻设备重量,改善零件外观,提高电热性能和材料的机械强度。塑料电镀质量的好坏不仅与电镀工艺及操作密切相关,塑料件的选材、结构设计、塑料模具、塑料成形工艺及后处理工艺这5个方面也有很大影响。
1 工艺试验工艺试验用材料见表1;树脂成形工艺见表2,3;塑料件的后处理见表4。
1.1 内应力测试将试件在25℃下于冰醋酸中浸3ｍｉｎ,视试件表面“发白”程度判断内应力大小,内应力越大,“发白”现象越严重。这种方法能大致说明内应力的状况。
1.2 镀层剥离强度测定用剥离法测定剥离强度:在试片上切出10ｍｍ宽的条,撬起端头30～40ｍｍ,在垂直于镀层表面的方向(90°±5°)上用拉力机进行剥离。
1.3 高低温冲击法检验镀层结合力该方法由西德塑料电镀工作者协会提出,方法简单易行,重现性较好。具体操作过程是:在80℃±5℃的高温热水浴中保温1ｈ,取出后在不超过30ｓ的时间内放入5℃±5℃的低温水浴中浸30ｓ,再转入高温热水浴中,经过3个循环周期,如镀层无起泡、脱皮、发皱等缺陷即视为合格。
2 试验结果与讨论试验数据见表5。
2.1 选材可用于电镀的塑料很多,但各种材料的加工性能、机械性能、材料成本、电镀成本、电镀的难易、尺寸精度等方面有很大差别。ＡＢＳ塑料具有优良的综合性能,用途十分广泛,且易于成形,表面易于浸蚀而获得较高的镀层结合力,所以目前在电镀中用得最多。
此外,通过红外光谱检测发现,化学粗化过的塑料表面存在活性基团如—ＣＯＯＨ,—ＣＨＯ,—ＯＨ,—ＳＯ3Ｈ等极性基团,这些极性基团能与金属镀层产生化学结合力,从而提高了镀层的结合强度。ＡＢＳ塑料中丁二烯含量越高,镀层的结合力越大。电镀型ＡＢＳ塑料中丁二烯含量达22%～24%。试验表明,电镀型ＡＢＳ树脂301Ｍ的镀层结合力比非电镀型ＡＢＳ树脂ＰＡ-757的镀层结合力高1倍以上。
2.2 塑料件结构对电镀的影响试验件(旋钮)原结构直角、锐边较多,在作高低温冲击试验时发现零件起泡部位主要集中在靠近直角、锐边处及浇口周围。在测试中发现这些部位都有内应力,这对镀层结合力有不良影响。将直角、锐边改为圆弧过渡后作电镀试验,镀层与基体结合良好。航空工艺技术另一方面,直角、锐边处在电镀时易引起尖端电流密度过大,致使镀层疏松而结合不佳,甚至烧焦或击穿化学预镀层。
2.3 塑料模具对塑料件电镀的影响试验中发现原来的旋钮表面有流痕,电镀后遮盖不住,影响表观质量。同时,由于塑料模具模腔粗糙度不好,使旋钮表面不够光亮,最后也会影响镀层的光亮度。而用于测定剥离强度的镀件(试片)注塑成形后外观质量较好,镀层外表光亮。另一方面,设计塑料模具(如浇注系统和脱模机构)时应注意使待镀件的内应力尽量小。
2.4 塑料成形工艺对塑料电镀的影响
(1)应选用螺杆式注射机,以保证ＡＢＳ塑料中Ｂ组分分布均匀。此外,还应注意所选用的注射机是否会使制件产生内应力而影响镀层的结合力。
(2)原材料的干燥。ＡＢＳ塑料颗粒易于吸潮,如不进行干燥,成形时会在制件表面产生气泡、银丝、缺乏光泽等缺陷,影响镀层外观和结合力。
(3)注射工艺参数的选用。注射工艺参数的选择应使制件的内应力尽量小,并克服流痕、波纹等外观缺陷。如适当提高加工温度和模具温度、降低注射压力、缩短保压时间、适当降低注射速度等都会在不同程度上减小制件的内应力。
(4)不允许用油作脱模剂,否则会使粗化不均匀,无法保证镀层金属的结合力。必要时,可用滑石粉或肥皂水作脱模剂。
2.5 后处理对塑料件电镀的影响由于注塑条件、注射机的选择及制品的形状、模具设计不当等原因,会使塑料件在不同部位存在内应力,它会造成局部粗化不足,使活化和金属化困难,最终会造成金属化层不耐碰撞和结合力下降。试验表明,热处理和整面剂处理都可以降低、消除内应力,使镀层结合力提高20%～60%。对ＡＢＳ塑料件进行热处理,其内部分子发生重排,使分子排列均匀,特别是使丁二烯粒子呈球形结构,显著降低了内应力。适当延长热处理时间,可使内应力减小到最低限度。采用整面剂对塑料件进行处理,既可消除内应力,又能脱脂,因而提高了镀层的结合强度。在高低温冲击试验中,未作任何后处理的零件有起泡现象,而后处理过的零件均无明显变化,说明后处理能大大降低制件的内应力。
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