塑料電鍍工藝知識培訓課件

1、塑料電鍍工藝知識培訓課件塑料電鍍工藝知識培訓課件2022-4-262目 錄一、工藝流程圖二、電鍍液成分及作用三、常見問題點及改善2022-4-263前處理工藝流程：除油除油粗化粗化I中和中和稀鹽酸稀鹽酸鈀水鈀水化學鎳化學鎳粗化粗化II解膠解膠化學銅化學銅2022-4-2641、工藝流程（六價鉻）焦銅焦銅/瓦特鎳瓦特鎳光銅光銅I過硫酸過硫酸半光鎳半光鎳光銅光銅II稀硫酸活化稀硫酸活化光鎳光鎳活化活化封口鎳封口鎳光鉻光鉻鹽酸活化鹽酸活化珍珠鎳珍珠鎳2022-4-2652、工藝流程（三價白鉻）焦銅焦銅/瓦特鎳瓦特鎳光銅光銅I活化活化光鎳光鎳光銅光銅II稀硫酸活化稀硫酸活化活化活化三價白鉻三價白鉻三價

2、黑鉻三價黑鉻半光鎳半光鎳信邦集團珍珠鎳珍珠鎳2、工藝流程（三價白鉻）2022-4-266二、電鍍液成分及作用二、電鍍液成分及作用1、除油。主要成份主要成份：除油粉操作條件操作條件：溫度 5060；濃度：30-35g/L 過濾 4轉/小時以上作用作用： 除去塑膠件表面在模壓、存放和運輸過程中殘留的灰塵和油污，或者因不規(guī)范操作引起的手印油污等，以保證塑膠件能在下一個工序中均勻地進行表面粗化。除油是利用熱堿溶液對油脂的皂化和乳化作用，將素材表面油污除去的過程。堿性溶液包括兩個部分：一部門是堿性物質，如氫氧化鈉、碳酸鈉；另一部分是硅酸鈉、乳化劑等表面活性物質。堿性物質的皂化作用除去可皂化油，表面活性劑

3、的乳化作用除去不可皂化油。超聲波除油的作用 超聲波強化除油，就是利用了沖擊波對油膜的破壞作用及空化現(xiàn)象產生的強烈攪拌作用。 2022-4-2672022-4-2682、粗化。主要成份主要成份：鉻酸酐、CP硫酸、858微蝕濕潤劑操作條件操作條件：溫度： 66-70； 濃度：鉻酸酐（410-450g/l） 硫酸 （ 400-430g/l） 858微蝕濕潤劑（1-2ml/L） Cr3+ （5-10g/L） 攪拌： 空氣攪拌2022-4-269作用：粗化過程實際是一個化學浸蝕的過程，ABS塑料是丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）的三元共聚物，是由丙烯腈與苯乙烯共聚形成的樹脂相跟丙烯腈與丁二烯共聚

4、形成的彈性體相（也稱橡膠體相）組成的混合物混合物。粗化時，粗化液可溶解ABS膠件表面層的B組分，而S-A骨架基本不溶，從而形成極多上小下大的凹坑，使膠件表面微觀粗糙明顯增加，并使鍍層與基體能實現(xiàn)機械“鎖扣”式結合，提高結合力。另外，粗化液中的強氧化劑與塑料基體表面發(fā)生氧化、磺化等反應，生成較多的極性基團或使非極性分子極化，極大的提高了膠件的表面親水性，有利于電沉積反應進行，從而提高鍍層與膠件結合力。2022-4-2610粗化后電鏡掃描的三種狀態(tài)粗化后電鏡掃描的三種狀態(tài)2022-4-2611 使三價鉻還原成六價鉻 根據電化學原理三價鉻離子在陽極上氧化為六價鉻離子，同時減少鉻酸用量，陰極上還原的三

5、價鉻留在三價鉻電解陶瓷缸內，從而降低槽液中三價鉻離子的濃度。 除去粗化藥液中的雜質,如銅，鎳，鋅，鎳等金屬雜質 。2022-4-26123、中和。主要成份及含量：CP鹽酸（ 10-20ml/L） 水合聯(lián)氨（）操作條件： 溫度: 室溫；攪拌: 空拌 作用： 產品經過化學粗化后，經水洗，表面微孔結構 中會殘留一些六價鉻和其他雜質，如果讓六價鉻殘留進入鈀水缸，污染鈀水（六價鉻會將二價錫氧化為四價錫，從而影響鈀水的穩(wěn)定性），利用水合聯(lián)氨在強酸條件下的還原性可以將殘留在膠件表面的六價鉻清洗干凈，以防止下一工序的鈀水溶液受到污染。 2022-4-2613主要成份：CP鹽酸 30-40ml/L操作條件：溫度

6、 常溫 過濾 4轉/小時以上作用：避免帶水進入鈀水槽，一定程度上維持“鈀水”溶液中二價錫和酸的含量,避免二價錫水解。2022-4-26145、鈀水。主要成份及含量：氯化鈀PdCl2（35-45ppm） 氯化亞錫SnCl2（1-2g/l） CP鹽酸（ 280-320mL/L）操作條件：溫度 2230； 過濾 6轉/小時以上 2022-4-2615作用： 我司所使用的鈀水是經過敏化（吸附Sn2+）與活化（還原）后得到的膠體鈀?；罨峭ㄟ^氯化亞錫還原鈀離子并形成膠體鈀和錫酸膠體。錫酸膠體是膠體鈀的保護體，使膠體鈀活化液穩(wěn)定。反應機理：Sn2+ + Pd2+Sn4+ + Pd （膠體） 反應生成的金屬

7、鈀以微膠粒形態(tài)分散于溶液中，反應生成的Sn4+ 則能包圍住金屬鈀膠粒而使其穩(wěn)定分散，形成膠體溶液，從而能使膠件表面吸附上一層被Sn4+ 所包圍的膠體鈀粒子 ，經后續(xù)解膠后，鈀粒子成為化學鍍的催化活性中心。2022-4-2616鈀膠體顆粒示意圖鈀膠體顆粒示意圖2022-4-2617主要成份：氫氧化鈉操作條件：溫度 1850； 攪拌 空氣攪拌 過濾 6轉/小時以上 作用：出鈀水后的塑膠件表面吸附的膠體鈀微粒并沒有催化活性，因為原子鈀周圍吸附了起穩(wěn)定作用的膠態(tài)二價錫水解膠層，所以必須進行解膠處理。解膠就是把鈀微粒周圍吸附的錫水解膠層溶解掉，露出鈀粒子而又不損害鈀核微粒。2022-4-2618解膠前解

8、膠前解膠后解膠后2022-4-2619主要成份及含量：硫酸鎳NiSO4 （28-32g/l） 檸檬酸鈉Na3Cit （35-55g/l） 次磷酸鈉NaH2PO2（ 13-18g/l） 氯化銨NH4Cl（30-35g/l） 氨水NH3H2O（鍍液的20ml/l）操作條件：溫度 3642； 過濾 6轉/小時以上 PH值 7.88.32022-4-2620 在活性金屬原子鈀的催化作用下，化學鎳溶液中Ni2+與H2PO2-發(fā)生氧化還原反應，溶液中的鎳離子Ni2+被還原成Ni金屬晶體均勻排列在塑膠件表面形成宏觀的化學鎳鍍層，形成一層金屬膜，實現(xiàn)膠件由不導電性向導電性的轉變，為后續(xù)的電鍍工序提供導電的條件

9、。 注：化學鎳鍍層顯現(xiàn)的灰暗色是因為鍍層是除鎳原子外還夾雜有少量磷原子形成了鎳磷合金層。2022-4-26218、化學銅：主要成分及含量 銅Cu2+（ 1.8-3.0g/L）880A 氫氧化鈉NaOH（ 2.5-4.0g/L）880Z 甲醛CupositY（ 2.0-3.5g/L）880Y EDTA（ 20-30g/L）880E PH值（ 12.0-12.5）操作條件:溫度32-38 過濾3轉/小時以上2022-4-2622 在活性金屬原子鈀的催化作用下，化學銅溶液中銅離子與甲醛發(fā)生氧化還原反應，溶液中的銅離子被還原成銅金屬晶體均勻排列在塑膠件表面形成宏觀的化學銅鍍層，形成一層金屬膜，實現(xiàn)膠件

10、由不導電性向導電性的轉變，為后續(xù)的電鍍工序提供導電的條件。 880A為主鹽提供銅離子、 補充液Y 為甲醛主要為還原劑、補充液Z為PH調節(jié)劑（由于化學銅的過程是藥液PH降低的過程，因此必須向藥液中加入PH調節(jié)劑，以維持藥液的PH值在正常范圍內。）、880E EDTA為絡合劑（以甲醛作還原劑的化學銅溶液是堿性的，為防止銅離子形成氫氧化物沉淀析出，鍍液中必須加入絡合劑，以使銅離子成為鉻離子狀態(tài)）。2022-4-2623主要成份及含量：焦磷酸銅Cu2P2O7 （32-36g/l） 焦磷酸鉀K4P2O7 （230-280g/l） 復磷酸（調整PH值） 調高用 操作條件：溫度 4852； 陽極 電解銅 攪

11、拌 空拌 PH值 8.89.2 過濾 6轉/小時以上作用：因化學鎳層表面極易被氧化，在化學鎳層表面鍍上薄薄的焦銅后可以改善鍍層的導電性2022-4-2624主要成分及含量：硫酸（10-15g/L）操作條件：溫度 室溫 攪拌 無需攪拌作用：產品表面的焦銅在空氣中很容易氧化，通過硫酸中的氫離子除去表面的氧化膜，以提高產品表面的導電性。2022-4-2625主要成份及含量：硫酸銅Cu2SO4 （180-220g/l） 硫酸H2SO4 （68-73g/l） 氯離子Cl-（60-100ppm） 580A (0.2-0.5ml/L) 580B (0.2-0.8ml/L) 580MU (5-10ml/L)操

12、作條件：溫度 2228； 陽極 磷銅 攪拌 空氣攪拌 過濾 6轉/小時以上2022-4-2626 通過光銅電解液各種添加劑及少量的Cl-的作用可以使產品表面獲得極佳的光亮性和平整性的電鍍層。2022-4-2627主要成分及含量： 硫酸 （12-18ml/L） 過硫酸銨 （5-8g/L）操作條件：溫度 室溫 攪拌 空氣攪拌作用：光亮銅在空氣中很容易氧化，活化過程可以除去氧化膜和殘留在產品表面的酸銅光亮劑，為鍍鎳做準備，活化液可以在銅表面進行弱浸蝕，增加鎳銅層的結合力。2022-4-262813、半光鎳主要成分及含量：硫酸鎳NiSO4 （280-320g/l） 氯化鎳NiCl2 （40-48g/l

13、） 硼酸H3BO3 （40-48g/l） 開缸劑（BTL-MU） 9-12ml/L 操作條件：溫度 5258； 陽極 鎳角（電解鎳） 攪拌 空氣攪拌 過濾 6轉/小時以上作用：1、增加鎳層厚度；2、提高與光鎳層的電位差，增加鍍層的防腐性能。2022-4-2629主要成份及含量：硫酸鎳NiSO4 （280-320g/l） 氯化鎳NiCl2 （50-55g/l） 硼酸H3BO3 （40-45g/l） 開缸劑（41） （ 7.5-10ml/L） 光亮劑（61D ）（ 1.5-2.5ml/L ） 柔軟劑 （63） （ 2.5-10ml/L ） 濕潤劑（62A） （1.0-2.0ml/L）操作條件：溫度

14、 54-60； 陽極 鎳餅 PH值 4.04.5 攪拌 空氣攪拌 過濾 6轉/小時以上2022-4-2630作用： 光鎳添加劑63及鎳餅是含硫的，由于硫的存在，造成半光鎳層和全光亮鎳層含硫量的差異，是他們之間產生一個電位差因此，在腐蝕過程中，雙層鎳就形成了一個腐蝕電池，在這個電池中，全光亮鎳為正極，半光鎳為負極，在腐蝕發(fā)生時，全光亮鎳先被腐蝕，這叫做犧牲陽極型2022-4-2631主要成份及含量：硫酸鎳NiSO4 （330-360g/l） 氯化鎳NiCl2 （60-65g/l） 硼酸H3BO3 （45-48g/l 微孔劑 (0.8-1.0g/L ) 分散劑（ 0.1-0.2ml/L） 濕潤劑（

15、 1.0-2.0ml/L） 操作條件：溫度 5258； 陽極 鎳角 PH值 3.84.1 攪拌 空氣攪拌 循環(huán) 6轉/小時以上2022-4-2632 作用：封口鎳俗稱“鎳封”就是在光亮鎳層或多層鎳層表面再鍍一層僅有一微米左右的光亮的含有大量非金屬固體物質的鎳層，封口鎳含有無機粒子，分散劑以及促使鎳和無機粒子共沉積的促進劑必須用空氣激烈攪拌，因為非金屬微粒的比重大，容易沉淀通過攪拌，可使微粒均勻懸浮在溶液中，均勻的摻在鍍層中CuCuSBr-NiSBr-Ni MP-Ni （微孔鎳）（微孔鎳）抗腐蝕機理抗腐蝕機理第一步：在零件表面有腐蝕介質時，微孔處暴露第一步：在零件表面有腐蝕介質時，微孔處暴露在外

16、的鎳層作為陽極性鍍層先遭受腐蝕，腐蝕電在外的鎳層作為陽極性鍍層先遭受腐蝕，腐蝕電流的大小由鉻層的表面積決定，在流的大小由鉻層的表面積決定，在大量不連續(xù)微大量不連續(xù)微孔孔的作用下，遭受腐蝕的鎳層面積將大大增多且的作用下，遭受腐蝕的鎳層面積將大大增多且不連續(xù)，在腐蝕電流一定的情況下，這些不連續(xù)，在腐蝕電流一定的情況下，這些“微孔微孔”極大的分散了腐蝕電流，降低了腐蝕速率極大的分散了腐蝕電流，降低了腐蝕速率,延緩的延緩的腐蝕速度。腐蝕速度。Cr預鍍預鍍Ni化學鎳化學鎳第二步：當腐蝕到達光亮鎳層時，由于微孔鎳電位較光亮鎳電位高（第二步：當腐蝕到達光亮鎳層時，由于微孔鎳電位較光亮鎳電位高（大約大約20m

17、v），此時光亮鎳被作），此時光亮鎳被作為陽極性鍍層優(yōu)先腐蝕，微孔鎳中的腐蝕被終止。為陽極性鍍層優(yōu)先腐蝕，微孔鎳中的腐蝕被終止。第三步：腐蝕在光亮鎳中進一步向下延伸直到半光鎳時，由于半光鎳的電位同樣比亮鎳高（第三步：腐蝕在光亮鎳中進一步向下延伸直到半光鎳時，由于半光鎳的電位同樣比亮鎳高（大約大約100mv），光亮鎳同樣被當做了陽極性鍍層，此時向下延伸的腐蝕在半光鎳被終止，腐蝕方向在），光亮鎳同樣被當做了陽極性鍍層，此時向下延伸的腐蝕在半光鎳被終止，腐蝕方向在光亮鎳中橫向進行，這樣又進一步延緩了腐蝕至底材的時間光亮鎳中橫向進行，這樣又進一步延緩了腐蝕至底材的時間,大大降底了腐蝕的速度。大大降底了腐

18、蝕的速度。- - - - - - -Br-Ni + + + + + + + + + +- - - - - - - -+ + + + + +腐蝕在光腐蝕在光亮鎳中橫亮鎳中橫向腐蝕向腐蝕腐蝕介質腐蝕介質 電位差 合適的電位差可以引導腐蝕發(fā)生在光鎳層。當腐蝕發(fā)生時，在封口鎳與光鎳，光鎳與半光鎳之間由于電位差形成了原電池，由于光鎳的電位最負，在腐蝕電池中呈陽極被腐蝕，從而是使指向集體的穿透腐蝕變?yōu)榧性诠怄噷拥臋M行腐蝕得以延緩。 如果封口鎳與光鎳之間電位差過低或者甚至出現(xiàn)封口鎳的電位低于光鎳的電位，則腐蝕在封口鎳層橫行展開，致使表面的鉻層坍塌，表現(xiàn)出較明顯腐蝕點。2022-4-26342022-4-2

19、635 微孔數(shù) 微孔足量且均勻的分布可起到分數(shù)腐蝕的作用，減小單個腐蝕的面積和深度，減少可見腐蝕點數(shù)量。 一般微孔密度在5000-10000個/cm2時耐蝕性開始提高，在20000-40000個/cm2時耐蝕性顯著提高，在80000個/cm2以上鍍層光澤下降明顯，影響外觀。2022-4-2636 厚度 半光鎳比例：在總鎳厚度相同的前提下，半光鎳比例從30%提到50%，抗腐蝕等級約可提高2個等級，因此耐腐蝕性能要求較高的產品，半光鎳比例必須保證達到50%甚者60%以上。 封口鎳厚度：要求在1.02.5um之間。太厚，腐蝕很難導入光鎳集中腐蝕；太薄，不能起到支撐鉻層、減少可見腐蝕的作用。 2022

20、-4-2637 第一組第二組備注半光鎳和光鎳電流密度電流密度5A/dm2電流密度2A/dm2除半光鎳、光鎳外，其他工序參數(shù)完全相同半光鎳時間20min40min光鎳時間12min20min厚度（um）半光鎳：11.78 ；13.34半光鎳：9.15；10.30光 鎳：11.32 ；11.16光 鎳：11.06；11.83電位差（mV）93 /2898 / 23微孔數(shù)約15000個約15000個16h10、10、1010、10、1032h10、9、910、10、948h10、9、810、10、864h10、8、79、9、880h9、7、69、8、72022-4-2638 由上表數(shù)據可看出，在厚度

21、、電位差、微孔數(shù)等均相當?shù)那疤嵯?，低電流密度的產品抗腐蝕功能要比高電流密度的產品高1-2個級別。 晶格結構 雙層鎳優(yōu)良的耐蝕性能除了還得益于合適的電位差設計和厚度比例外，其金屬本身的晶體結構也起到一定的作用。 從下面的金相圖片可見，半光鎳層金屬為柱狀晶體，而光鎳層金屬為層狀晶體，兩者互成垂直，對外界腐蝕性物質起到一定的阻擋作用。2022-4-26392022-4-2640 金相切片圖金相切片圖2022-4-2641主要成份及含量：Cr3+ （22-26g/l） 硼酸H3BO3 （65-85g/l） 穩(wěn)定劑(55-75ml/L) 濕潤劑(2-5ml/L) 絡合劑(1-2ml/L) 開缸鹽（400

22、-450g/l）操作條件： 溫度 3240； 陽極 碳板 PH值 2.52.7 攪拌 空拌 過濾 4轉/小時以上2022-4-2642 三價鉻鍍鉻，也稱“環(huán)保鉻”，主要的特點為： 三價鉻鍍液中的鉻含量只有六價鉻鍍液中的1/7甚至更少，其毒性僅是六價鉻的1/100；由于其濃度低，鉻霧也大為降低，且操作是帶出鍍液消耗損失也較低；污水處理液較為容易。 鍍液有較好的分散能力和覆蓋能力，可以電鍍形狀較復雜的零件。 使用電流密度范圍較寬，電流效率可達50%-60%。 鍍層為微不連續(xù)鉻鍍層，呈微孔，當厚度為1um時就能出現(xiàn)微裂紋結構，進行俄羅斯泥腐蝕測試（氯化鈣測試）比六價鉻鍍層表現(xiàn)出較強抗腐蝕性。 工件從

23、鍍液中取出后再放回鍍液中仍可繼續(xù)電鍍，可實現(xiàn)鉻上鍍鉻的操作。 缺點是三價鉻工藝對雜質容忍度低，一次性投產成本較大，藥品價格較高。2022-4-264317、光鉻主要成份及含量：鉻酸酐 （260-290g/l） 硫酸（ 0.81.1） 濕潤劑(1-2ml/L) 走位鹽（與鉻酸酐按100：1的比例添加）操作條件： 溫度 3842； 陽極 鉛板 作用 六價鉻鍍層具有光亮、堅硬、抗變色、耐熱、耐磨等特點，在大氣的條件下，能長久的保持原來的光澤；在酸、堿中都具有很高的化學穩(wěn)定性（除鹵酸外），是一種理想的鍍層。 但六價鉻電鍍的缺點也是明顯的，鍍鉻的陰極電流效率極低，僅有8%-16%，打開氫氣的析出形成了鉻

24、霧，對環(huán)境和工人的健康造成了損害；六價鉻不能自然降解，他在生物和人體內蓄積會造成長期的危害。2022-4-26442022-4-2645主要成份及含量：剝離劑（260-300ml/L） 冰醋酸（調PH值用） 操作條件：溫度 室溫 陽極 不銹鋼板 電壓 510V PH值 5.57.0 過濾 3轉/小時以上作用：對掛具鋼線上的電鍍層進行剝離，讓掛具循環(huán)使用。2022-4-264619、珍珠鎳主要成分及含量：珍珠鎳I號 硫酸鎳NiSO4 （400-450g/l） 氯化鎳NiCl2 （35-45g/l） 硼酸H3BO3 （40-50g/l） PH值（4.2-4.6） 開缸時添加量:走位劑SS-A（1m

25、l/L） 開缸劑SS-B（3ml/L）、輔助劑SS-C（1ml/L）細沙SS-1 （ 0.25ml/L）粗沙S-1（0.35ml/L）2022-4-2647 珍珠鎳II號 硫酸鎳NiSO4 （360-370g/l） 氯化鎳NiCl2 （35-45g/l） 硼酸H3BO3 （40-50g/l） PH值（4.2-4.6） 走位劑SS-A（0.7ml/L）、開缸劑SS-B（1.8ml/L）、輔助劑SS-C（0.7ml/L）細沙SS-1（0.15ml/L）（粗沙S-1（0.18ml/L）2022-4-2648 操作條件：溫度50-58 陽極 鎳角 攪拌 磁力泵4轉/小時以上作用：也叫沙丁鎳，啞鎳，緞面

26、鎳等等。根據添加劑的調整比例和電流參數(shù)的不同，可以得出多種外觀效果。 在高濃度的硫酸鎳鍍液中加入某些表面活性物質，這些物質具有反常的水溶解性能，溶解度隨溫度上升而降低。在常溫下處于完全溶解狀態(tài)。在鍍液溫度上升到某個臨界值時（濁點) 就析出，變成小液珠。若它們的直徑在530um時，鍍液處于通電狀態(tài)。此時鎳離子放電，這些液珠同時也分散吸附在工件表面，凡吸附點上都沒有鎳沉積。液珠脫附后在原表面留下微小的半圓凹坑，整個電鍍過程中表面活性劑反復吸附，脫附，使工件表面鍍出凹凸不平的鎳層，從而得到啞色的珍珠鎳。2022-4-2649 20、X代鎳 主要成分及含量： 鉻酸酐 （260-290g/l） 硫酸（ 13g/l） Cr3+（ 1.52.5g/l）操作條件： 溫度 4248； 陽極 鉛板作用：代替鍍鎳鍍層和三元合金鍍層形成光亮防腐性、耐磨性的外觀裝飾層。2022-4-2650三、常見問題點及改善三、常見問題點及改善1、漏鍍、漏鍍原因分析：A、粗化不足；B、鈀水濃度不夠或浸泡時間太短；C、解膠濃度太高或解膠時間太長或解膠液已老化；D、化學鎳（化學銅）反應速度慢。改善對策：A、提高粗化液各組分濃度至工藝上限；B、提高鈀水中氯化鈀濃度至工藝上限或增加浸泡時間；C、降低解膠濃度或縮短解膠時