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近年來,塑料電鍍已被廣泛用于塑料工件的裝飾性電鍍上。ABS塑料是塑料電鍍中應用最廣的一種。ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(s)的三元共聚物,丁二烯的含量對電鍍的影響很大,一般應控制在18%.23%。由于ABS是非導體,所以在電鍍前必須使其表面金屬化,即以化學法在塑料件表面上形成與基體有一定結合力的金屬鍍層。
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工藝流程與配方
本文中的工藝流程為:
超聲波除蠟一化學除油一水洗一表面活化一化學粗化一水洗一中和一水洗一敏化一鈀缸一解膠一化學鎳。
其中我們樂將分享給大家化學鍍鎳的配方為:
硫酸鎳 30g/L
次亞磷酸鈉 25g/L
檸檬酸鈉 20g/L
三乙醇胺 20ml/L
碳酸鈉 4g/L
氨水 20ml/L
香豆素 0.03g/L
溫度 55℃
pH值 9.3
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常見問題與解決方案
2.1漏鍍
漏鍍是ABS塑料化學鍍鎳生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題,,由于ABS塑料工件漏鍍的部位不導電,所以在以后的電鍍生產(chǎn)中漏鍍的部位無金屬沉積,導致產(chǎn)品質量不合格。一般漏鍍可分為片狀漏鍍與針孔漏鍍兩種類型,兩者的成因有所不同,在此分別進行討論。
2.1.1片狀漏鍍
本工藝粗化液采用的是高濃度的鉻酸與濃硫酸溶液,有時候由于粗化工序后水洗及中和過程不徹底,或者是因為工件形狀復雜,其內部容易貯藏粗化溶液,導致在敏化工序過程中工件局部表面無法“抓”鈀,甚至在進行化學鍍鎳時,工件內部殘留的粗化液漸滲出將已沉積的化學鍍鎳層溶解,最終導致工件局部位置無化學鍍鎳層,這種由于工件上殘留的粗化液導致的漏鍍就是片狀漏鍍。
解決這種片狀漏鍍的方法主要是加強粗化后水洗與中和過程,盡量將工件上的粗化液沖洗或中和掉;對于某些因形狀復雜容易貯藏粗化液的工件,應該改進其掛具設計,使其所貯藏的粗化液能迅速排出,必要時應在粗化后的水洗過程中將掛具從自動生產(chǎn)線支臂上取下,在水洗槽中做上下/右/前后劇烈搖動,或將掛具從水洗槽中取出并在空氣中用力甩動,把掛具上工件貯藏的粗化液搖/甩出后再將工件放回原支臂上。
此外,由于注塑條件、注射機的選擇及模具設計不當、原料質量差等原因,會使塑料件在某一部位存在內應力,它會造成局部粗化不足,這也會造成片狀漏鍍,這種片狀漏鍍往往表現(xiàn)為同批次、型號工件漏鍍的位置相同,漏鍍面積大小接近。解決這種片狀漏鍍就必須要改進ABS塑料加工工藝以及確保原料質量。
2.1.2針孔漏鍍
針孔漏鍍是指化學鍍鎳后工件表面有很小的點狀漏鍍,在電鍍后這種缺陷很容易與麻點相混淆,兩者區(qū)別在于在這點上有沒有金屬沉積,沒有金屬沉積的就是針孔漏鍍,針孔漏鍍不僅影響了產(chǎn)品的外觀,更重要的是降低了產(chǎn)品鍍層的耐蝕性,造成產(chǎn)品質量不合格。
根據(jù)我們樂將團隊長期在生產(chǎn)現(xiàn)場的觀察,導致針孔漏鍍的因素主要有:鍍液中懸浮的固體雜質:空氣中的灰塵以及粗化槽揮發(fā)出的酸性物質。這些物質吸附在工件表面,阻滯了化學鍍鎳反應,導致此吸附點無鍍層沉積。所以解決此問題的關鍵在于加強槽液的連續(xù)過濾、保持生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境清潔以及阻斷粗化槽與化學鍍鎳槽之間的空氣流通。
2.2化學鍍鎳層粗糙,并且顏色發(fā)暗
由于經(jīng)注塑機生產(chǎn)的塑料工件表面非常平整光亮,所以在工件進行化學鍍鎳生產(chǎn)時不需要使用光亮劑就可獲得理想的化學鍍鎳層,而有時我們發(fā)現(xiàn)有些工件的化學鍍鎳層顯得較為粗糙并且顏色發(fā)暗,這些工件在電鍍裝飾鉻層后其鉻層亮度比一般的裝飾鉻件要低一些,這表明粗糙發(fā)暗的化學鍍鎳層將會降低產(chǎn)品的外觀質量。經(jīng)調查,化學鍍鎳層粗糙并且顏色發(fā)暗一般是因過度粗化引起的。
在實際生產(chǎn)中,不同的工件有時會采用不同型號的ABS塑料,而不同型號的ABS塑料,其最佳的粗化工藝有所不同,這就需要在實際生產(chǎn)中及時調整相關的工藝參數(shù),如粗化時間、粗化溫度或鉻酸與硫酸的濃度等。因為在實際生產(chǎn)中不同工件的生產(chǎn)是交替進行的,所以在自動生產(chǎn)線上進行這樣的調整比較困難,為解決此問題,本生產(chǎn)線采用了兩個粗化槽串聯(lián)進行生產(chǎn),這樣就可以比較方便地調整粗化工藝參數(shù),避免出現(xiàn)工件過粗化現(xiàn)象。
例如,較難粗化的塑料工件可以過兩個粗化缸進行生產(chǎn),而較容易粗化的塑料工件只過一個粗化缸進行生產(chǎn),此外,在日常生活中也要注意一些細節(jié),如新更換粗化槽液后,粗化生產(chǎn)的時間要相應的減少。
2.3掛具上出現(xiàn)化學鍍鎳沉積
在ABS塑料化學鍍鎳生產(chǎn)時,工件掛具上有時會出現(xiàn)少量化學鍍鎳層沉積,問題嚴重時掛具上出現(xiàn)大面積化學鍍鎳,甚至整支掛具都覆蓋了化學鍍鎳層。掛具上的化學鍍鎳層會對以后的電鍍生產(chǎn)造成很嚴重的影響。
首先,由于在化學鍍鎳后掛具還要進入鍍銅、鍍鎳及鍍鉻等各槽中進行生產(chǎn),掛具上的化學鍍鎳層會在這些鍍液中發(fā)生溶解,使電鍍槽液受到污染而增加產(chǎn)品的不良率,如化學鍍鎳層中的磷在化學鍍鎳層溶解后就可能會吸附在工件表面,造成產(chǎn)品電鍍缺陷:其次,掛具上的化學度鎳層可能會使掛具表面導電,因而在電鍍生產(chǎn)時掛具表面出現(xiàn)電鍍沉積,這就浪費了資源,提高了生產(chǎn)成本;第三,掛具上出現(xiàn)電鍍沉積與掛具的結合力非常好,任何去除這些電鍍沉積的措施都會在一定程度對掛具造成損害,這就會縮短掛具的使用壽命。所以,當掛具上出現(xiàn)較嚴重的化學鍍鎳沉積時,一般都要在電鍍前將此掛具更換掉,或者做其它處理,而不能讓它進入電鍍工序繼續(xù)生產(chǎn)。
掛具上出現(xiàn)化學鍍鎳沉積的原因比較復雜,主要與掛具膠表面狀態(tài)與化學鍍鎳前處理槽液有關,并且這兩種因素之間有著密切的聯(lián)系。在ABS塑料電鍍生產(chǎn)中掛具膠起著很關健的作用,掛具膠不僅應在掛具金屬上(銅、不銹鋼)具有良好的結合力以及良好的絕緣性,還必須能長期經(jīng)受粗化液的浸蝕。但在實際生產(chǎn)中,新掛具使用一段時間以后,掛具膠表面就會因反復粗化而變得粗糙,這種粗糙的膠面容易吸附膠體鈀。如果以后的水洗不夠徹底,膠面上的鈀就可能會被帶到化學鎳缸并在膠面上催化反應出化學鍍鎳層。
所以在實際生產(chǎn)中,我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)當舊掛具上沉積出化學鍍鎳層時,緊隨其后的新掛具卻沒有出現(xiàn)任何問題。此外,掛具表面吸附了雜質以后也容易產(chǎn)生化學鍍鎳沉積。例如,有些掛具在被放置一段時間以后,其表面會沾上不少灰塵,若不把其表面的灰塵清洗干凈就將其投入生產(chǎn),掛具上沾有灰塵的部位也很容易積出化學鍍鎳層?;瘜W鍍鎳前處理槽液的生產(chǎn)狀態(tài)對掛具上會不會出現(xiàn)化學鍍鎳沉積也有一定的影響。根據(jù)筆者長期在生產(chǎn)現(xiàn)場的觀察,當化學鍍鎳前處理槽液出現(xiàn)某些異常情況時,例如,鈀缸濃度偏高,化學鍍鎳反應過快、沒有及時清洗濾泵及更換槽液等,都有可能導致掛具上出現(xiàn)化學鍍鎳沉積。但是化學鍍鎳前處理槽液對掛具上化學鍍鎳沉積的影響與掛具膠表面狀態(tài)有著密切的聯(lián)系,所以我們認為掛具上出現(xiàn)化學鍍鎳沉積是這兩種因素共同作用的結果。
綜合以上因素,在掛具上出現(xiàn)化學鍍鎳沉積時,可以采取以下幾種措施解決些問題:
(1)換粗化后各水洗槽、中和及活化槽;
(2)降低鈀缸藥品濃度,或縮短工件在鈀缸工序的生產(chǎn)時間;
(3)在使用掛具生產(chǎn)之前將掛具表面清洗干凈,必要時可以在粗化缸浸泡以徹底清除掛具表面吸附的雜質;
(4)縮短化學鍍鎳時間:
(5)延長粗化工序的生產(chǎn)時間。
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結論
(1)注意槽液的維護,使各成份保持在工藝范圍內。
(2)做好掛具的設計與維護工作。
(3)加強工序間清洗,不要把其它雜質帶入,必要時進行手工操作。
(4)保證塑料件的原材料與注塑工藝能滿足電鍍要求。
(5)若生產(chǎn)條件許可,應采用兩個粗化槽進行粗化生產(chǎn)。