1.零件殘留應(yīng)力影響鍍層的結(jié)合力
一般工廠由于對塑料零件中的殘余應(yīng)力不注意,所以往往忽視去應(yīng)力工序操作,實際上,不少塑料零件都有二定的殘余應(yīng)力,嚴重時它會影響鍍層的結(jié)合力,但當塑料零件的殘余應(yīng)力很小時,也可省略去應(yīng)力這一工序。當然重視去應(yīng)力這一環(huán)節(jié),對于提高鍍層與塑料基體間的結(jié)合力是有利的。檢查塑料應(yīng)力的方法是用冰醋酸浸30s,晾干,發(fā)白處即是應(yīng)力集中處,應(yīng)力大時會引起塑料開裂,裂紋越多表示塑料的應(yīng)力越大。
塑料零件產(chǎn)生應(yīng)力的因素很多,主要有:造型設(shè)計不合理;模具設(shè)計不合理或模具溫度不當;成型條件不當;注射機選用不當?shù)取K哉f塑料零件的內(nèi)應(yīng)力必須盡量消除,否則會影響后續(xù)電鍍處理的質(zhì)量。
去除應(yīng)力的方法有兩種:
(1)熱處理法:將已成形的塑料零件放在烘箱中加熱,溫度控制在塑料變形的溫度以下,一般為60℃~75℃,烘烤時間為2h;
(2)溶劑浸漬法:將已成形的塑料零件浸在25%的丙酮水溶液(體積比)中,時間為lmin~3min,溶液溫度為室溫。這第二種方法所需時間短,可以提高生產(chǎn)效率,而且消除應(yīng)力得到的鍍層比用熱處理法消除內(nèi)應(yīng)力所得的鍍層結(jié)合力更強。
2.除油不干凈也會影響鍍層的結(jié)合
通常塑料零件表面也要進行除油等工序,除油液多為堿性化學除油,除油液主要成分有:磷酸三鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉、表面活性劑等,除油溫度在60℃~70℃,除油時間3min~5min。如果除油不干凈,也會影響鍍層的結(jié)合力。所以對于塑料零件的除油工序也應(yīng)當給于足夠的重視。
3.化學粗化的影響
粗化能使高分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生化學侵蝕,令其表面產(chǎn)生鎖形凹槽并形成多孔性結(jié)構(gòu),活化中心Sn2+駐留在微孔中,從而能形成牢固的化學鍍層(見圖8-1)。另外,粗化液使ABS表面長分子鏈斷裂成較短的鏈,并促使ABS表面產(chǎn)生較多的親水性基團,使非離子型的分子極化,從而提高了塑料表面的親水性。粗化不足或粗化過度都會使鍍層的結(jié)合力下降。可以采用酸性和堿性粗化液,通常是酸性粗化液的粗化效果優(yōu)于堿性粗化液,粗化時間一般為30min~60min。
常用的粗化液是由鉻酸和硫酸組成。鉻酸主要起氧化作用,硫酸使粗化溶液具有一定的酸度,增強鉻酸的氧化能力,同時它還有一定的溶解作用。這兩種成分應(yīng)當保持一定的含量,保證對ABS塑料有較好的化學刻蝕作用。化學粗化后,在塑料零件表面形成均勻微小的凹穴,使得化學鍍層和電鍍層容易沉積在凹穴中,起到"撳鈕"的作用,使金屬鍍層與塑料基體結(jié)合良好。但是隨著粗化過程的進行,溶液中的Cr6+不斷被還原為Cr3+,即鉻酸含量會不斷降低,而且溶液中 Cr3+含量會逐漸升高,同時硫酸的含量也逐漸減少,這樣導致溶液的粗化能力下降。若粗化液的顏色變深、發(fā)綠,就表明溶液中Cr3+的含量已經(jīng)較高。為確保塑
圖8-1 ABS塑料粗化作用示意圖
料零件表面的鍍層有良好的結(jié)合,應(yīng)經(jīng)常分析和調(diào)整粗化液的成分,適當補充鉻酸和硫酸,使它們保持足夠的濃度,并保持Cr3+的含量不要太高。
一般當Cr3+含量超過409/L時,應(yīng)降低Cr3+含量。可以是取出一部分粗化液進行處理或移作別用,同時向粗化液中補充一部分新液。另外就是采用素燒陶瓷進行隔膜電解,使粗化溶液中Cr3+在陽極上氧化為Cr6+從而降低Cr3+的含量。
控制好粗化液中的含量是保證塑料零件電鍍層結(jié)合力良好的關(guān)鍵步驟,應(yīng)引起足夠的重視。
4.敏化液的影響
敏化處理就是使具有一定吸附能力的零件表面吸附一些易氧化的物質(zhì)(還原劑),而后在活化處理時,吸附的敏化劑被氧化,活化劑就被還原成催化晶核,附著在零件表面,為后面的化學鍍提供必要條件。塑料零件的敏化液通常是由氯化亞錫和鹽酸組成,其中氯化亞錫與鹽酸維持在一個適當比值,因為粗化過的塑料表面有很多凹穴,比表面積較大,有較強的吸附能力,它在敏化液中浸漬時,能吸附溶液中Sn2+,然后從敏化液中取出水洗時,Sn2+水解形成凝膠膜: SnCl2+H2O→Sn(OH)C1↓+HCl,若敏化液中氯化亞錫含量過多,則容易水解形成Sn(OH)C1沉淀(白色渾濁),導致化學鍍層粗糙;反之,若溶液中氯化亞錫含量過少,鹽酸含量過多,則塑料零件表面吸附的Sn2+在水洗時難以水解,導致水解產(chǎn)物的數(shù)量減少而起不到良好的敏化效果。所以氯化亞錫和鹽酸應(yīng)定期補充調(diào)整,必要時可更換新的敏化溶液。
另外為使錫離子保持穩(wěn)定的二價狀態(tài),可在敏化液中加入一小條金屬錫。在敏化液中零件浸漬lmm~5mm,并在室溫下進行敏化處理。
5.活化液的影響
活化是借助于用催化活性金屬化合物的溶液,對經(jīng)過敏化的塑料表面進行處理。其實質(zhì)是將吸附有還原劑的塑料零件浸入含有氧化劑的溶液中(多為貴金屬鹽的水溶液)。貴金屬離子作為氧化劑被Sn2+還原,還原了的貴金屬是膠體狀微粒附著在塑料零件表面,它具有較強的催化活性。當將此零件浸入化學鍍?nèi)芤褐袝r,表面的這些顆粒就成為催化中心,使化學鍍(化學鍍銅或者化學鍍鎳等)得以實現(xiàn)。
目前常用的有銀活化溶液和催化活性高的膠體鈀活化溶液,在配制銀鹽活化液時,硝酸銀與氨水作用,先形成褐色的沉淀,然后沉淀溶解,形成無色透明的清液。配制活化液時,若氨水太少,則有一部分銀鹽生成褐色沉淀;若氨水過多,由手銀離子被氨絡(luò)合得比較牢固,不容易被還原,則塑料零件表面起活化的銀原子不易形成,造成化學鍍層難以沉積。所以當活化液中有褐色沉淀時,應(yīng)補充適量的氨水。將氨水與硝酸銀的比例調(diào)節(jié)到褐色沉淀剛好溶解時為止。
膠體鈀活化液活化(直接活化法),是將活化、敏化合并為一步進行,這種溶液具有穩(wěn)定、使用壽命長、催化性能好的特點,并且鈀的用量很低,成本也可以大大降低,平時注意溶液要定期補充,避免雜質(zhì)的帶入,就可一直使用下去。在鹽酸水溶液中這種膠體鈀活化液的pd2+和Sn2十進行反應(yīng),最后產(chǎn)物中有金屬Pd微粒,此時的pd2+離子吸附了溶液中過量的Sn2+,并以膠態(tài)存在并吸附在塑料零件表面,為此后的化學鍍提供了反應(yīng)條件。
解膠是在化學鍍之前必須除去零件表面包裹催化劑鈀核的含錫外殼的一個步驟,解膠溶液主要由可溶解或可絡(luò)合二價錫或四價錫的化學成分組成,通常是氟硼酸、鹽酸或其他酸性、堿性稀溶液。在一些解膠溶液中還含有還原劑,其目的在于加快塑料零件進入化學鍍槽后的起鍍時間。解膠是在室溫下進行,時間通常為3min~5min。近年來,也有一些塑料鍍工藝刪去了解膠工序,同時在化學鍍銅溶液中加入過量的氯化物,使之具有"自催速"作用并且不損失其穩(wěn)定性。
另外要注意的是化學鍍前零件必須經(jīng)過去離子水清洗,以保證鍍前工件表面的清潔。