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塑料零件滚镀的难点与措施

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电子工业中广泛采用表面经电镀的塑料零件,它具有节省金属材料、简化加工工艺、减轻设备重量、改善零件外观、提高电热性能及材料的机械强度等优越性。塑料电镀一般采用挂镀,但塑料小零件形状各异,加工批量大,不少零件无挂点,有时实在难以挂镀,所以有必要采用劳动生产效率更高的、无需挂具的滚镀。
 
1、塑料滚镀的难点
 
(1) 塑料质轻的影响
① 零件漂浮。塑料零件常用的ABS材质密度为1.04g/cm3,而大多数镀液密度为1.16~1.25g/cm3,因此塑料零件在滚镀时会漂浮在滚筒上部,而不像金属零件沉在滚筒底部,这使得无法再采用常规的阴极导电方式。并且,随零件表面镀层增厚,塑料零件密度增加,当大于镀液密度时,塑料零件又会下沉,则若非特殊结构滚筒,仅特殊阴极导电方式尚无法适应塑料滚镀的这一特点。
 
② 双性电极。塑料零件与大多数镀液的密度相差较小,因此零件间(相对于金属零件)紧密接触的压力较小,这不仅使本来就有较大缺陷的滚镀的间接导电方式雪上加霜,还因零件间存在较厚的电解液膜而产生双性电极现象。较厚的电解液膜将零件与零件从微观上隔开,则当电流通过经金属化处理(化学镀铜或化学镀镍)的塑料零件时产生双性电极现象。零件阳极发生化学镀铜层的溶解(严重时铜层全部溶解),这使得塑料滚镀不易成功。或零件阳极发生化学镀镍层的钝化,这会造成其后沉积的镀层结合力不良。
 
(2) 化学镀层较薄的影响
塑料零件表面打底的化学镀层较薄(一般在1µm以下),易产生如下影响:①滚镀时因零件间碰撞而划伤,划伤后露出塑料基体则后续电镀无法进行;②受滚镀混合周期的影响,当零件位于内层时因化学镀层较薄极易发生化学溶解;③ 为避免或减少化学镀层的溶解,电镀开始后有必要使用大的电流密度以使零件表面应尽快上镀,但因化学镀层较薄,且零件间存在较大的接触电阻,大的电流无法被传导,这使得塑料滚镀刚开始时只能使用小电流(约为正常电流的1/4~1/3),约5~10min后才能(逐渐)调至正常;④ 电流效率低的镀液被限制使用,因析氢会损坏或冲掉较薄的化学镀层。
 
2、塑料滚镀的措施
 
必须采取有效措施消除或减轻以上不利因素对塑料滚镀的影响,例如,选用符合实际要求的电镀工艺,采用特殊的滚筒结构和阴极导电方式等,否则塑料滚镀无法成功。
 
(1) 电镀工艺
塑料电镀一般在化学镀铜(镍)之后,先经酸铜加厚,再根据需要进行其他电镀(如亮镍—铬或仿金、金等)。但塑料滚镀不宜采用酸铜或氰铜工艺,因为这两种工艺的溶液在零件位于内层时会对化学镀层造成腐蚀。焦铜是比较理想的塑料滚镀加厚铜工艺。因为焦铜溶液呈弱碱性、电流效率高、分散性能好,则对化学镀层的腐蚀性和破坏性小,且利于获得均匀的加厚铜层。塑料滚镀也可省略镀加厚铜直接滚镀镍,因为镀镍溶液的性质更符合塑料滚镀的实际要求(如电流效率更高)。但有必要采用性能较好的滚镀镍工艺,以加快镀层沉积速度,改善镀层均匀性,从而提高塑料滚镀件的产品质量。
 
滚镀镍后的塑料零件可根据要求继续镀铬、仿金或金等。但目前塑料零件镀铬还不能采用滚镀,因为零件漂浮使采用现有的镀铬滚筒根本无法导电。
 
(2) 电镀设备
这里的电镀设备主要指滚筒。塑料零件的特殊性决定塑料电镀滚筒也是特殊的,其特殊性主要表现在滚筒的结构、阴极导电等方面。但首先,塑料电镀滚筒必须具有尽可能好的透水性,以使零件表面尽快上镀。注塑方孔、槽孔等开孔方式都是比较理想的选择。
 
① 内置圆筒滚筒  
在多角形滚筒中心安装一个塑料圆筒,圆筒直径不宜太小,约为滚筒直径的1/3或更多。装载零件以不超过圆筒顶部为宜,约为滚筒容积的70%或更多。零件位于圆筒外壁与滚筒内壁间的狭小空间。这样,零件被强制(而非自然)分散于滚筒与圆筒间,零件间紧密接触的压力增大,则电镀时双性电极现象减轻。阴极导电通过安装在滚筒内壁的铜条或导电钉(为固定式阴极导电)。
 
② 圆盘滚筒  
滚筒直径远大于长度(如¢400mm×90mm),外形像圆盘,这样与其叫滚筒不如叫滚盘。滚盘两侧及壁板均开有较多的孔。零件几乎可装满滚盘的内部空间。这样设计同样是为尽可能增加零件间紧密接触的压力和增大表层零件面积。具有较大面积的阴极通过中轴均匀地安装在滚盘两侧,也属固定式阴极导电方式。
 
③ 多辊滚筒  
滚筒直径远小于长度(如¢90mm×400mm), 这与圆盘滚筒正好相反,其实是一种细长型滚筒。滚筒壁板开方孔或槽孔,开孔率可高达50%。零件基本装满滚筒。这种形式与圆盘滚筒的设计思路、使用效果及部分要求等类似。因这种滚筒载重量较小,一般采用多辊型,即在一个支架上安装多个这样的子滚筒。
 
塑料零件滚镀的滚筒转速不能太快,以2~5r/min为宜,以免使零件表面较薄的化学镀层受到划伤。


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