塑膠電鍍制程簡(jiǎn)介ppt課件

1、塑膠電鍍制程簡(jiǎn)介塑膠電鍍制程簡(jiǎn)介 :一、引言： 所謂塑料電鍍就是先在前處理使塑料先帶上一層薄薄的導(dǎo)電層，在用適當(dāng)?shù)碾娏麟婂円呀?jīng)帶上導(dǎo)電層的塑料使之達(dá)到我們預(yù)期想要得到各種結(jié)果。（包括硬度，防腐，防電磁波等）而我們采用的電氣電鍍是替代鋁鎂合金的最好產(chǎn)品，我們的產(chǎn)品具有較厚的鍍層、材質(zhì)輕而且耗能少，可以很好的降低生產(chǎn)成本提高生產(chǎn)效率，而且會(huì)更好的保護(hù)環(huán)境，所以電氣電鍍產(chǎn)品替代鋁鎂合金將會(huì)是電鍍史上的一次飛躍！:二、塑料表面金屬化： 1.原理2.制程說明:.塑料表面金屬化原理： A.塑料表面金屬化原理B.工藝流程C.影響塑料形成金屬化物性的重點(diǎn)D.粗化與化學(xué)鎳原理:塑料能夠電鍍?cè)缭谒芰习l(fā)現(xiàn)后的幾年內(nèi)

2、就已經(jīng)有了 , 但真正在大量發(fā)展使用是在ABS塑料出現(xiàn)之后了 . 近230年更發(fā)展出如波麗(聚脂樹脂).PVC.耐龍.塑料纖維等高分子的電鍍 , 近年更發(fā)展出沒有了PP、PC及液晶高分子(LCP)等特殊塑料的電鍍 , 但是無(wú)論如何的發(fā)展.其最基礎(chǔ)的技術(shù)還是ABS電鍍 , 其余為期衍生改良的技術(shù) 。 :ABS是丙烯睛(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)之聚合物，它具一定之表面硬度，并具抗化學(xué)性，橡膠韌性、耐沖擊性、表面光澤及易加工等特性。:簡(jiǎn)單的說我們是將ABS中的丁二烯以化學(xué)方式取出，使其呈現(xiàn)粗糙面再附著一層導(dǎo)體使其能夠?qū)щ?，所以ABS電鍍是混

3、合化學(xué)鍍與電鍍。 :B.B.工藝流程：工藝流程： :B.B.工藝流程：工藝流程： 脫脂脫脂膨潤(rùn)膨潤(rùn)( (預(yù)粗化預(yù)粗化) ) 粗化粗化中和中和特殊中和特殊中和活化活化加速加速化學(xué)鎳化學(xué)鎳 :C.C.影響塑料形成金屬化物性影響塑料形成金屬化物性 之重點(diǎn)：之重點(diǎn)： :C.C.影響塑料形成金屬化物性之重點(diǎn)：影響塑料形成金屬化物性之重點(diǎn)：金屬與塑料的附著力取決于膨潤(rùn)與粗化的程序。漏鍍、溢鍍的發(fā)生，則因?yàn)榛罨c加速程序的操作不當(dāng)所引起；更可能是膨潤(rùn)與粗化不足所引起。表面粗糙、顏色不均勻(金屬層厚薄不均)肇始于化學(xué)鎳氧化還原不佳。 :a.粗化： 闡明：粗化溶液主要功能是對(duì)ABS塑料表面作一投錨功能，使金屬與

4、塑料之間具有附著力。粗化液中的六價(jià)鉻(CrO3)裂解ABS中的丁二烯而形成投錨現(xiàn)象。 :a.粗化：化學(xué)反應(yīng)式： 2Cr6+ + 3H2CCHCHCH2 + H2SO4 4Cr3+ + C2H6 + SO2 + 1/2O2 :b.化學(xué)鎳： 闡明：化學(xué)鍍鎳溶液的工藝配方很多，采用次磷酸二氫鈉為還原劑的鍍液比較普遍。其實(shí)采用化學(xué)鍍鎳的方法，得不到純鎳鍍層，而是二元以上的鎳基合金。應(yīng)用最多的是以鎳為基，含有一定量的磷、硼、或氮的二元合金。塑料金屬化較適合于采用以次磷酸二氫鈉為還原劑的堿性鍍液(得到鍍層含磷量3-14%)。:b.化學(xué)鎳：:b.化學(xué)鎳： 鍍液中各成分的作用與操作條件與影響： :b.化學(xué)鎳：

5、.鎳鹽：硫酸鎳他的作用是提供還原為金屬鎳所需的Ni2+離子。適當(dāng)提高鎳鹽的濃度可以提高沈積速度。但是鎳鹽濃度不能過高，實(shí)踐結(jié)果表明，當(dāng)鎳鹽濃度增加到一定數(shù)值時(shí)，沈積速度趨于穩(wěn)定，這時(shí)PH 過高和絡(luò)合劑含量不足時(shí)，還會(huì)生成氫氧化鎳或亞磷酸鎳沈淀，影響鍍液的穩(wěn)定性。其鎳離子在5.57.0g/L，這時(shí)后沈積速率最高，且鍍層中磷含量也比較穩(wěn)定。:b.化學(xué)鎳：.還原劑：次亞磷酸鈉為還原劑提供NI2+離子還原為金屬鎳所需的電子。濃度提高，沉積速度加快，但比例濃度過高穩(wěn)定性下降。次亞磷酸鈉在鍍液中的作用主要是使 Ni2+離子還原為金屬鎳，但也有部分H2PO2離子被還原為磷。控制不同的鍍液組分及操作條件，可得

6、到不同的含磷量(0-14%)的化學(xué)鎳。其比例濃度大于25g/L時(shí)沉積速度不再增加，過量添加所得鍍層粗糙無(wú)光澤，甚至?xí)涉嚪?，使鍍液很快分無(wú)作用。:b.化學(xué)鎳：.絡(luò)合劑：作用是使Ni2+離子生成穩(wěn)定絡(luò)合物，以防止氫氧化鎳或亞磷酸鎳沈淀的生成。同時(shí)可使結(jié)晶細(xì)致光亮。常用堿性鍍液的絡(luò)合劑有檸檬酸、乳酸、氨基乙酸、蘋果酸、乙醇酸等。:b.化學(xué)鎳：.緩沖劑：因?yàn)樯蚍e速率、鍍層質(zhì)量、的穩(wěn)定性與PH 值有很大關(guān)系。為防止化學(xué)鍍鎳時(shí)，由于大量析氫所引起的PH值下降。因此需加入適量的緩沖劑，使鍍液的PH值穩(wěn)定在工藝所需的范圍內(nèi)。常用的緩沖劑有氨水、氫氧化鈉等。 :b.化學(xué)鎳：.穩(wěn)定劑：在化學(xué)鍍過程中，由于各種

7、原因，常常在鍍液中產(chǎn)生一些細(xì)小的金屬鎳的顆粒，這些金屬鎳微粒的表面做為眾多的催化中心將加速鍍液的分解。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，加入一些穩(wěn)定劑，它們能吸附在Ni微粒的表面，以防止鍍液的自分解，加入量極少。若添加過量將會(huì)大大降低沈積速度，常用的有微量硫代硫酸鹽、硫、焦亞硫酸鉀等。:b.化學(xué)鎳：加速劑：為了提高沉積速度，加些加速劑，這些加速劑能降低絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑的功能，提高沉積速度?，F(xiàn)在普遍使用專利性的商用綜合添加劑。常用的加速劑有堿金屬氟化物(NaF)、琥珀酸、脂肪酸等。 :b.化學(xué)鎳：潤(rùn)濕劑為了降低表面張力，改善表面潤(rùn)濕狀況，需要加入聚氧乙烯醇醚等表面活性劑。:b.化學(xué)鎳：.PH值：提高PH值，可使沉積速

8、度加速，也抑制了析氫的副反應(yīng)。但過高大于12時(shí)，鍍液的自分解嚴(yán)重，太低時(shí)反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行。 :b.化學(xué)鎳：.溫度：隨溫度的升高沉積速度加快，每增加10，沉積速度加快一倍。實(shí)踐證明堿性次亞磷酸鎳鈉化學(xué)鍍液在35以下，沉積速度非常慢，甚至根本不發(fā)生反應(yīng)。但超出過多，一方面能耗過大，另一方面易出現(xiàn)鍍液自分解現(xiàn)象。 :2.制程說明： :2.制程說明： 流程原理說明圖示 管控因子性能影響裝置工件(塑料)于鍍籠里面。位置方向制具痕擺放鍍籠于機(jī)臺(tái)的母籠內(nèi)。位置方向制具痕去除塑料表面的污垢，提高粗化液的工作效率。 溫度濃度 附著力軟化塑料表面的PC(聚碳酸脂)，使丁二烯能被粗化液溶解。 溫度 時(shí)間濃度 鼓風(fēng) 漏鍍

9、附著力塑料表面通過粗化工序使丁二烯分子溶解，使塑料表面產(chǎn)生凹部。(帶正電) 溫度 時(shí)間濃度 鼓風(fēng)附著力PCPC油脂ABS+PC丁二烯ABS+PC丁二烯裝籠裝籠上料上料脫脂脫脂膨潤(rùn)膨潤(rùn)粗化粗化:2.制程說明：使吸附在塑料表面及凹部的Cr6+還原成Cr3+，然后充分洗凈 濃度 鼓風(fēng) 時(shí)間1.污染活化液2.膠體Pd無(wú)法附著 化學(xué)鍍鎳的觸媒離子Pd作為膠體Sn-Pd吸附在塑料表面(膠體Sn-Pd帶負(fù)電) 濃度 溫度時(shí)間1.漏鍍2.溢鍍?nèi)芙馕皆谒芰媳砻娴哪z體Sn-Pd中的Sn，并使Pd活性化。 濃度 溫度時(shí)間1.漏鍍2.溢鍍3.化學(xué)鎳無(wú)法析出或緩慢與Pd離子反應(yīng)，使塑料表面產(chǎn)生薄的Ni層，并使其具有導(dǎo)

10、電性。 濃度 溫度時(shí)間 PH1.粗糙2.粉狀析出從機(jī)臺(tái)的母籠內(nèi)卸出鍍籠。 操作動(dòng)作1.斷柱2.破損鍍籠里面取出工件(塑料)。 操作動(dòng)作1.刮傷2.擦痕e-e-e-e-e-Cr6+3e-Cr3+ABS+PCSn-Pd離子ABS+PCPd離子SnSnABS+PC化學(xué)鎳 ABS+PC中和中和下料下料活化活化加速加速化鎳化鎳下籠下籠:三、電鍍：1.電鍍?cè)?.控管電鍍程序的因素:1.電鍍?cè)恚篈.電鍍基本原理B.電鍍鎳藥液說明:.電鍍基本原理： 電鍍指借助外界直流電的作用，在溶液中進(jìn)行電解反應(yīng)，使導(dǎo)電體例如金屬的表面沉積另一金屬或合金層。:以硫酸鎳鍍?cè)∽骼? :以硫酸鎳鍍?cè)∽骼?硫酸鎳鍍液主要有硫

11、酸鎳、氯化鎳、硼酸和水，及其他添加劑。鎳塊是鎳離子(Ni2+)的來(lái)源，當(dāng)電解于水中會(huì)離解出鎳離子，鎳離子會(huì)在陰極(工件)復(fù)原(得到電子)沈積成金屬鎳。這個(gè)沈積過程會(huì)受鍍?cè)〉臓顩r如鎳離子濃度、酸堿度(pH)、溫度、攪拌、電流、添加劑等影響。:以硫酸鎳鍍?cè)∽骼?陰極主要反應(yīng)陰極主要反應(yīng) : Ni2+(aq) + 2e- Ni : Ni2+(aq) + 2e- Ni (s)(s)陽(yáng)極主要反應(yīng)陽(yáng)極主要反應(yīng) : Ni (s) Ni2+(aq) + : Ni (s) Ni2+(aq) + 2e- 2e- :以硫酸鎳鍍?cè)∽骼?由于整個(gè)鍍液主要有水，也會(huì)發(fā)生水電解，產(chǎn)生氫氣(在陰極)和氧氣(在陽(yáng)極)的副反

12、應(yīng) 陰極副反應(yīng) : 2H3O+(aq) + 2e- H2(g) + 2H2O(l)陽(yáng)極副反應(yīng) : 6H2O(l) O2(g) + 4H3O+(aq) + 4e-:B.電鍍鎳藥液說明： a.電鍍鎳的鍍液組成b.鍍液中各成分的作用與操作條件的影響:a.電鍍鎳鍍液組成： 硫酸鎳氯化鎳硼酸濕潤(rùn)劑平整劑光亮劑 :b.鍍液中各成分的作用及操作條件影響：鍍液中各成分的作用及操作條件影響： .硫酸鎳：硫酸鎳：主要提供鍍液鎳離子來(lái)源，在電鍍過程主要提供鍍液鎳離子來(lái)源，在電鍍過程中作為鎳金屬消耗的載體，濃度的多寡，中作為鎳金屬消耗的載體，濃度的多寡，影響金屬表面的光澤。影響金屬表面的光澤。如霧鎳液中硫酸鎳的濃度則

13、控管在如霧鎳液中硫酸鎳的濃度則控管在400500g/L400500g/L，光澤鎳與半光澤鎳中的硫，光澤鎳與半光澤鎳中的硫酸鎳濃度則設(shè)定在酸鎳濃度則設(shè)定在200300g/L200300g/L。:b.鍍液中各成分的作用及操作條件影響：鍍液中各成分的作用及操作條件影響：.氯化鎳：氯化鎳：增進(jìn)鍍液中的導(dǎo)電性，提高鎳離子在電鍍過程增進(jìn)鍍液中的導(dǎo)電性，提高鎳離子在電鍍過程中的移動(dòng)速度。中的移動(dòng)速度。氯化鎳濃度愈高時(shí)金屬表面的光澤則愈高。氯化鎳濃度愈高時(shí)金屬表面的光澤則愈高。因電鍍?cè)O(shè)備方式的不同，如滾鍍、掛鍍影響鍍因電鍍?cè)O(shè)備方式的不同，如滾鍍、掛鍍影響鍍液的導(dǎo)電性能與對(duì)表面光澤的需求，氯化鎳所液的導(dǎo)電性能與

14、對(duì)表面光澤的需求，氯化鎳所設(shè)計(jì)濃度不盡相同。設(shè)計(jì)濃度不盡相同。 :b.鍍液中各成分的作用及操作條件影響：鍍液中各成分的作用及操作條件影響：.硼酸：硼酸：作為鍍液作為鍍液PHPH值控管的緩沖劑。值控管的緩沖劑。 :b.鍍液中各成分的作用及操作條件影響：鍍液中各成分的作用及操作條件影響：.濕潤(rùn)劑：濕潤(rùn)劑：增加鍍液對(duì)工件的表面張力，使低電流增加鍍液對(duì)工件的表面張力，使低電流密度的區(qū)域能平均析出金屬，另一面則密度的區(qū)域能平均析出金屬，另一面則去除水解反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣，避免在鎳金去除水解反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣，避免在鎳金屬析出時(shí)產(chǎn)生針孔現(xiàn)象。屬析出時(shí)產(chǎn)生針孔現(xiàn)象。 :b.鍍液中各成分的作用及操作條件影響：鍍液中各

15、成分的作用及操作條件影響：.平整劑：平整劑：平均高低電流密度區(qū)域金屬析出的速率。平均高低電流密度區(qū)域金屬析出的速率。平整劑的作用有抑制高電流密度區(qū)域鎳平整劑的作用有抑制高電流密度區(qū)域鎳金屬析出的速率，而提升低電流密度區(qū)金屬析出的速率，而提升低電流密度區(qū)域鎳金屬的析出速率。域鎳金屬的析出速率。:b.鍍液中各成分的作用及操作條件影響：鍍液中各成分的作用及操作條件影響：.光澤劑：光澤劑：增加鎳金屬析出的光澤度。增加鎳金屬析出的光澤度。光澤劑會(huì)促進(jìn)鎳金屬析出時(shí)金屬晶體微光澤劑會(huì)促進(jìn)鎳金屬析出時(shí)金屬晶體微細(xì)化，增進(jìn)表面的光澤，但也加強(qiáng)鎳金細(xì)化，增進(jìn)表面的光澤，但也加強(qiáng)鎳金屬析出的內(nèi)應(yīng)力與強(qiáng)度，當(dāng)光澤劑過

16、量屬析出的內(nèi)應(yīng)力與強(qiáng)度，當(dāng)光澤劑過量時(shí)容易引起工件的變形。時(shí)容易引起工件的變形。:2.控管電鍍程序的因子： A.電鍍理論法拉第定律B.控管電鍍鎳程序的因素C.電鍍邊緣效應(yīng):A.電鍍理論-法拉第定律： 定律：金屬在電解析出的重量與其電量成正比:A.電鍍理論-法拉第定律：公式：W Q；QIt； WKIt；K（M/n）/fk W（M/n）/fk It :A.電鍍理論-法拉第定律：符號(hào)說明：W：析出重量Q：電量I：電流t：時(shí)間K：常數(shù)M：元素分子量n：游離價(jià)電荷 fk：法拉第常數(shù)96500:B.控管電鍍鎳程序的因素： a.槽液濃度b.溫度與PH值c.時(shí)間d.電流e.電流密度:a.a.槽液濃度：槽液濃度

17、： 如鍍液中各成分的作用如鍍液中各成分的作用操作條件影響項(xiàng)目說明操作條件影響項(xiàng)目說明:b.b.溫度與溫度與PHPH值：值：主要影響鍍層的均勻性主要影響鍍層的均勻性金屬晶體析出的粗細(xì)金屬晶體析出的粗細(xì)金屬晶體析出的光澤金屬晶體析出的光澤:c.時(shí)間：由電鍍理論得知電鍍金屬的析出重量與時(shí)間成正比，電鍍時(shí)間是控管金屬析出的重量或膜厚。:d.電流：由電鍍理論得知電鍍金屬的析出重量與電流成正比電流過高時(shí)容易引起工件的燒焦，或在高電流密度區(qū)產(chǎn)生粗角(邊角增厚)與細(xì)微凸點(diǎn)狀分布；電流過低，則會(huì)使電鍍時(shí)間延長(zhǎng)，影響產(chǎn)能。: e. e.電流密度：電流密度：.陰極電流密度：陰極電流密度：指工件指工件( (陰極陰極) )在單位面積所需的電流量在單位面積所需的電流量鍍鎳的陰極密度最佳控制于鍍鎳的陰極密度最佳控制于13.5(A/dm2)13.5(A/dm2)。:e.電流密度：.陽(yáng)極電流密度：陽(yáng)極電流密度：指陽(yáng)極在單位面積所供給的電流量指陽(yáng)極在單位面積所供給的電流量鍍鎳的陽(yáng)極密度最佳控制：鍍鎳的陽(yáng)極密度最