預處理工藝包括表面精加工、內應力檢查、除油和粗化。細目如下。
①表面處理。ABS塑料在處理之前,要進行表面處理,因為塑料註塑過程中會有應力殘留。特別是在澆口和澆口對應的部分會產生內應力。如果不消除,這些零件在電鍍中會產生起泡現象。在電鍍過程中,如果發現產品的同壹個部位容易起泡,就要檢查是澆口還是澆口對應的部位,還要檢查內應力,但是為了防患於未然,就要提前解除應力。
壹般表面塗飾可在20%丙酮溶液中浸泡5 ~ 10s。
消除應力的方法是在80℃的恒溫烘箱或水浴中處理至少8小時。
②內應力檢查法。在室溫下,將註射成型的ABS塑料制品浸泡在冰醋酸中2 ~ 3分鐘,然後仔細清洗表面並幹燥。在放大鏡或體視顯微鏡下用40倍觀察表面,如果表面呈白色,有很多裂紋,說明塑料內應力大,不能馬上電鍍,要進行去應力處理。如果出現塑性原色,說明沒有內應力或者內應力很小。當內應力嚴重時,經過上述處理後,不用放大鏡也能看到塑料表面的裂紋。
③除油。市售脫脂劑有多種可供選擇,也可采用以下配方:
磷酸鈉20克/升
乳化劑lmL/L
氫氧化鈉5克/升
溫度60℃
碳酸鈉20克/升
時間30分鐘
脫脂後先用熱水洗,再用清水洗,然後用5%硫酸中和,再洗後再進入粗化工序,可以保護粗化液,延長其壽命。
④粗化。ABS塑料的粗化方法有三種,分別是高硫酸型、高鉻酸型和磷酸型。從環保角度考慮,現在應該采用高硫酸型。
A.高硫酸型粗化液
硫酸(質量分數)80%
溫度為50 ~ 60℃
鉻酸(質量分數)4%
時間5 ~ 15分鐘
這種粗化液的效果沒有高鉻酸型好,所以時間長壹點比較好。
B.高鉻酸型粗化液
鉻酸酐(質量分數)26% ~ 28%
溫度為50 ~ 60℃
硫酸(質量分數)13% ~ 23%
時間5 ~ 10分鐘
這種粗化液是通用的,適合不同品牌的ABS。8成分少的,就要延長時間或者稍微提高溫度。
C.磷酸型粗化液
磷酸(質量分數)20%
溫度60℃
硫酸(質量分數)50%
時間5 ~ 15分鐘
鉻酸酐30克/升
這種粗化液的粗化效果更好,時間更長,但是成分多了成本會增加,壹般沒啥用。
所有粗化液的壽命與加工塑料制品的數量和時間成正比。隨著粗化量的增加和時間的延長,三價鉻的量會增加,粗化液的效果會下降,可以分析補充。但三價鉻過多時,處理液顏色會呈深綠色,丟棄部分舊液後要加入鉻酸。
粗糙的部分應該徹底清洗幹凈。由於鉻酸濃度較高,要先在回收罐中回收,然後進行多次洗滌,用5%的鹽酸浸泡,再進行洗滌後才能進入下壹道工序。
(2)化學鍍工藝
化學鍍工藝包括敏化、活化、化學鍍銅或化學鍍鎳。因為化學鍍銅和化學鍍鎳需要不同的工藝,所以將分別介紹兩種不同的工藝。
①化學鍍銅工藝
A.致敏
氯化亞錫10g/L
溫度l5 ~ 30℃
鹽酸40毫升/升
時間l~3min
將純錫塊放入敏化溶液中可以抑制四價錫的產生。敏化部分必須用蒸餾水清洗後才能激活,防止氯離子帶入,消耗銀離子。
B.銀鹽活化
硝酸銀3 ~ 5克/升
室溫
加入氨水使其透明。
時間5 ~ 10分鐘
這種活化液的優點是成本較低,根據活化表面的顏色變化更容易判斷活化效果。因為還原成金屬銀的硝酸銀的活化層顏色是棕色的,如果顏色很淺,說明活化不夠,或者時間延長,或者需要補充活化液。也可以使用鈀活化方法。此時可以使用已經介紹過的膠體鈀法,也可以使用下面的分步活化法。如果是膠體鈀法,可以省去前面的敏化,活化後再加壹個解聚。
C.鈀鹽活化
氯化鈀0.2 ~ 0.4g/l
溫度為25 ~ 40℃
1~3毫升/升鹽酸
時間為3 ~ 5min。
經過活化和徹底清洗後,塑料制品可以進入化學鍍工序。如果未經活化液清洗的產品進入化學鍍液,會引起化學鍍的自催化分解,必須引起重視。
D.化學鍍銅
硫酸銅7g/L
甲醛25毫升/升
氯化鎳1g/L
溫度是20 ~ 25℃
氫氧化鈉5克/升
PH值為11 ~ 12.5。
酒石酸鉀鈉20g/L
時間l0 ~ 30分鐘
化學鍍銅最大的問題是穩定性不夠,所以要小心維護,最好是邊用空氣攪拌邊過濾。補充消耗的原料時,按lg金屬4mL還原劑計算。
②化學鍍鎳工藝
A.致敏
氯化亞錫5 ~ 20g/L
溫度為25 ~ 35℃
2~10毫升/升鹽酸
時間為3 ~ 5min。
B.激活
0.4-0.6克/升氯化鈀
溫度為25 ~ 40℃
鹽酸376毫升/升
時間為3 ~ 5min。
化學鍍鎳只能用鈀作活化劑,而用銀作催化劑比較困難,鈀離子濃度也較高。目前大多采用壹步活化法進行化學鍍鎳。即膠體鈀法壹步活化。由於表面活性劑技術的進步,商用活化劑中鈀的含量已經大大降低,0.1g/L的鈀鹽就能起到活化作用。
C.化學鍍鎳
硫酸鎳10 ~ 20g/L
PH值(用氨水調節)8 ~ 9
檸檬酸鈉30 ~ 60克/升
溫度為40 ~ 50℃
氯化鈉30 ~ 60克/升
時間5 ~ 15分鐘
次磷酸鈉5 ~ 20g/L
化學鍍鎳的導電性和光澤比化學鍍銅好,溶液本身的穩定性也比較高。通常的補充可以通過鎳鹽濃度比色法進行。補充時,硫酸鎳和次磷酸鈉分別按新量的50% ~ 60%添加。每班完成後,可用硫酸將pH值降至3 ~ 4,可長期保存不失效。處理量大的時候要每天過濾,平時至少壹周壹次。
(3)電鍍工藝
電鍍工藝可分為三大類:加厚電鍍、裝飾電鍍和功能電鍍。
①加厚電鍍。因為化學鍍層很薄,為了達到塑料的金屬化效果,鍍層必須有壹定的厚度,所以在化學鍍後必須進行增厚電鍍。同時,增厚電鍍也增加了進壹步裝飾性或功能性電鍍的可靠性。如果不進行加厚電鍍,很多場合下各種常規電鍍液都會出現質量問題,主要是電鍍不完全或部分化學鍍層溶解,造成廢品。
A.第壹增稠溶液
硫酸鎳150 ~ 250克/升
pH值為3 ~ 5
氯化鎳30 ~ 50克/升
陰極電流密度為0.5 ~ 1.5a/dm2。
硼酸30 ~ 50克/升
時間取決於要求。
溫度為30 ~ 40℃
B.第二增稠溶液
硫酸銅150 ~ 200克/升
硫酸47 ~ 65g/l
溫度l5 ~ 25℃
添加劑0.5~2ml/L
陰極電流密度為0.5 ~ 1.5a/dm2。
陽極酸性鍍銅專用磷銅陽極
陰極移動或電鍍液攪拌
時間:根據需要,任何市售的商業光亮劑都可用作電鍍添加劑。
C.第三種增稠溶液
焦磷酸銅80 ~ 100克/升
pH值為8 ~ 9
焦磷酸鉀260 ~ 320克/升
溫度為40 ~ 45℃
氨3 ~ 6毫升/升
陰極電流密度為0.3 ~ 1A/dm2
以上三種增厚型鍍液都適用於化學鍍鎳,但鍍鎳增厚型為宜,而硫酸鹽鍍銅可用於化學鍍銅。
②裝飾電鍍
A.酸性光亮鍍銅
硫酸銅185 ~ 220克/升
陰極電流密度為2 ~ 5a/dm2。
硫酸55 ~ 65g/l
商業光亮劑1~5ml/L
陽極酸性鍍銅用磷銅陽極
溫度l5 ~ 25℃
陰極移動30分鐘
陽極運動
B.光亮鍍鎳
硫酸鎳280 ~ 320克/升
溫度為40 ~ 50℃
氯化鎳40 ~ 45f/l
pH值為4 ~ 5
硼酸30 ~ 40f/l
陰極電流密度為3 ~ 3.5a/dm2。
商業光亮劑2~5ml/L
時間l0 ~ 15分鐘。
上述兩種工藝都需要陰極移動或電鍍溶液的攪拌。最好使用循環過濾,既能攪拌鍍液,又能保持鍍液清潔。
裝飾電鍍可以是銅鎳鉻工藝,也可以是亮銅後再進行其他精細裝飾,比如刷後燙金,也可以是亮銅後鍍亮鎳,再鍍仿金。
C.裝飾性鍍鉻
鉻酸280 ~ 360克/升
電池電壓為3.5 ~ 8V
氟矽酸鈉5 ~ 10g/L
陰極電流密度為3 ~ 10a/dm2。
矽酸0.2 ~ 1微克/升
時間2 ~ 5min。
溫度為35 ~ 40℃
這是壹種適合塑料電鍍的低溫裝飾鍍鉻,但是由於鉻的使用越來越受到限制,會有很多其他的鍍鉻層可供選擇。
取代鉻的推薦電鍍溶液如下:
26~30克/升氯化亞錫
氯化鋅2 ~ 5克/升
氯化鈷8~12g/L
焦磷酸鉀220-300克/升
鉻-90添加劑20 ~ 30毫升/升。
陰極電流密度為0.1 ~ 1A/dm2。
2 ~ 8毫升/升的代鉻穩定劑
陽極純錫板(0號錫)
pH值為8.5 ~ 9.5
時間l ~ 5min
溫度為20 ~ 45℃
陰極移動或循環過濾
鉻-90添加劑是目前國內常用的商用添加劑。
③功能電鍍。如前所述,除了裝飾部件之外,塑料電鍍還廣泛用於結構和功能器件。實際上,功能性使用的功能主要取決於表面塗層的性質。其實從廣義上來說,裝飾也是壹種功能,但這裏所說的功能還是指物理或化學或電氣性質。例如導電塗層、反射塗層、電磁屏蔽塗層、可焊接塗層等。