汽配件塑料电镀工艺简介.ppt

长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda1/46塑料电镀工艺应用于汽车行业的高耐腐蚀性ABS/ABS+PC塑料电镀工艺。长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda2/46塑料电镀1、塑料电镀在汽车行业的应用2、塑料电镀的相关概念3、电镀线介绍4、塑料（ABS/ABS+PC）电镀的工艺流程5、提高零件耐腐蚀性能的控制方法6、塑料电镀常见的不良缺陷及控制长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda3/46一、塑料电镀在汽车行业 的应用长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda4/46塑料电镀在汽车行业的应用散热散热器格器格栅栅保险保险杆饰杆饰条条字标字标汽车汽车标牌标牌防防擦擦饰饰条条防擦饰防擦饰条条车轮盖车轮盖挡位挡位面板面板内门把手内门把手塑料电镀件被大量用于汽车内外装饰性零件上塑料电镀件被大量用于汽车内外装饰性零件上长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda5/46二、塑料电镀的相关概念长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda6/46塑料电镀的相关概念电镀：以直流电进行电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。塑料电镀：采用一定的加工方法（通常为化学镀），先在塑料表面获得导电膜，然后用电镀的方法加厚的过程。金属腐蚀：金属和周围环境中的电解质接触就会发生化学或电化学作用，导致金属被破坏（例如钢铁在环境中生锈）。阳极性镀层：在一定条件下，镀层的电位负于基体金属电位的一种镀层（常常被用于牺牲该镀层来保护基体）。阳极牺牲性腐蚀：通过牺牲电位较负的金属，从而延缓电位较正金属的腐蚀。长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda7/46相关概念电镀过程电电 镀镀阳极阳极阴极阴极+以镀铜为例（其它金属电镀过程类似）：以镀铜为例（其它金属电镀过程类似）：硫酸铜溶液硫酸铜溶液铜球，阳极：铜球，阳极：Cu2e Cu2+（氧化反应，铜阳极被溶解）（氧化反应，铜阳极被溶解）产品，阴极：产品，阴极：Cu2+2e Cu（还原反应，铜在阴极析出）（还原反应，铜在阴极析出）+零件在溶液中为阴极，零件在溶液中为阴极，铜在其表面沉积铜在其表面沉积光光亮亮铜铜镀镀槽槽先决条件：先决条件：1、直流电源、直流电源 2、电解质溶液、电解质溶液 3、阳极、阳极 4、阴极、阴极 5、闭合回路、闭合回路长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda8/46三、参观电镀线三、参观电镀线长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda9/46四维尔的电镀线全景 3M电镀线全景电镀线全景由许多电镀槽组成由许多电镀槽组成长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda10/46四维尔的电镀线四个区上挂区上挂区电镀区电镀区下挂检验区下挂检验区控制区控制区长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda11/46四、塑料（ABS/ABS+PC）电镀的工艺流程长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda12/46工艺流程1、上挂2、除油3、粗化4、中和5、催化6、解胶7、化学镍8、闪镀镍9、光亮铜11、光亮镍10、半光亮镍11、珍珠镍12、镍封13、光亮铬13、三价铬13、黑铬14、下挂塑料电镀的主要流程如下塑料电镀的主要流程如下:注：注：17属于化学镀范畴，属于化学镀范畴，814和普通金属电镀类似。和普通金属电镀类似。长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda13/46工艺流程1、上挂作用 将零件固定在导电工装（挂具）上，使其能够和电源相连形成闭合回路，让电镀能顺利进行。将产品挂在挂具的导电钩上 铜棒与电源相连可形成闭合回路产品上挂完成准备进入电镀线产品上挂完成准备进入电镀线长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda14/46工艺流程2、除油作用 清洁零件表面，除去注塑件表面的油脂、灰尘、汗渍等物质。这些物质将直接影响后工序处理效果，以及零件表面的电镀外观。A=丙烯晴B=丁二烯丁二烯S=苯乙烯ABS塑料塑料长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda15/46工艺流程3、粗化作用作用 1、使零件表面形成微观粗糙增加电镀面与注塑件的接触面积。2、使零件表面呈亲水性有利于后工序的顺利进行。最终目的：增加镀层与零件表面的结合力。最终目的：增加镀层与零件表面的结合力。粗化前产品表面光滑 发生镜面反射粗化后产品表面粗糙 发生漫反射长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda16/46工艺流程3、粗化原理原理 利用粗化液的强酸性溶解ABS塑料中的B（丁二烯）成分，使零件表面形成微观粗糙的“燕尾状”小孔增加了电镀面与零件的接触面积。并且在零件表面产生一些-OH，-SO3H，C=0等极性亲水基团，使零件表面具有亲水性。ABS塑料的B成分在粗化液中被溶解形成“燕尾状”小孔显微镜下观察粗化过后的零件表面长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda17/46工艺流程4、中和作用作用 利用溶液的还原性，将零件表面藏留的铬酸还原祛除，这些藏留铬酸对后面的工序均产生不利影响必须中和干净。如果铬酸藏留在零件表面被带入后面工序后如果铬酸藏留在零件表面被带入后面工序后,将会使零件发生局部镀不上将会使零件发生局部镀不上 （露塑）（露塑）的不良情况的不良情况!长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda18/46工艺流程5、催化作用 溶液中的催化物质胶体钯（Pd）被均匀吸附在零件表面燕尾状的小孔中，为后面化学镍反应的发生提供了催化中心。胶体钯核的组成示意图Cl-0.181nmPd0.128nmSn2+0.093nm胶体钯被吸附在粗化过后的零件表面小孔中钯锡胶体长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda19/46工艺流程6、解胶作用 零件表面在催化液中所吸附的胶体钯并不具有催化活性因为其周围被二价锡离子（Sn2+）所包裹着，需要通过解胶工序溶解钯周围的二价锡使其裸露并真正具有催化活性。钯锡胶体通过解胶,胶体钯变成了具有真正活性的钯催化剂钯长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda20/46工艺流程7、化学镍作用 此工序前面的所有工序都是在为此工序的顺利进行作准备，经过化学反应后，零件表面被覆盖了一层能够导电的镍/磷合金层（约0.2um），使原先并不导电的塑料零件变成了导体，使其在后面一系列的电镀（铜、镍、铬）过程都成为了现实。零件表面被覆盖了一层黑色的化学镍具有了导电性能长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda21/46工艺流程7、化学镍原理 对于化学镍的机理,目前尚无统一的认识,按照”原子氢态学说”来解释,在有催化剂存在的情况下发生如下一系列的氧化还原反应:H2PO2+H2OH+HPO3 2 +2H Ni2+2H Ni+2H H2PO2+H P+H2O+OH H2PO2+H2O H+HPO3 2+H2 反应的过程中主要生成Ni-P合金和氢气。产品在化学镍中发生化学反应析出氢气通过反应零件表面被覆盖 一层化学镍（Ni-P合金）长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda22/46工艺流程8、预镀镍作用 化学镍层比较薄（0.2um左右）导电性能不佳，在化学镍表面增加一层预镀镍可增加零件的导电性能。长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda23/46工艺流程9、光亮铜作用作用 铜具有良好的延展性、柔韧性、较其它镀层的热膨胀系数更接近于塑料，在零件表面镀上一层厚约1525um平滑而柔韧的铜层，有利于增加零件与整个镀层的结合力、耐温变能力以及耐腐蚀性，在零件受到外界环境温度变化或冲击时能够起到一个缓冲作用，减小零件受损程度。镀好铜的VW标牌长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda24/46电镀流程10、半光亮镍作用作用 零件外观呈半光亮状所以称为半光亮镍，该镀层具有良好的延展性及整平性，半光亮镍层基本上不含硫（0.005%），），电位较光亮镍镀层高，零件在铜层上继续镀上一层半光镍和光亮镍组合，使零件同时具有良好的机械性能和耐腐蚀性能。镀好半光亮镍的VW标牌长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda25/46电镀流程11、光亮镍作用作用 使零件外观具有镜面光亮效果，颜色白中偏黄，在零件遭受腐蚀介质产生腐蚀时，由于光亮镍镀层中含硫（0.06%0.08%）电位较半光亮镍低，作为阳极性镀层优先腐蚀，并且腐蚀方向由纵向变成横向，避免了大而纵深的腐蚀结果，从而大大延缓了零件腐蚀的速率。镀好光亮镍的VW标牌长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda26/46电镀流程电镀流程12、镍封（微孔镍）、镍封（微孔镍）作用作用/原理原理 在光亮镍溶液的基础上在电镀溶液中添加一些不导电的细小微粒（一般直径约在0.5um）左右，在电镀过程中镍不断在零件上沉积，同时这些微粒也被带入了镀层，这些微粒由于不导电所以在微粒上是镀不上其它镀层的,因此镀完铬层以后在零件上形成了贯穿至镍层的不连续的小孔（俗称微孔），在零件遭受腐蚀的时候，正是这些微孔的存在增大了镍层的暴露面积，很好的分散了腐蚀电流，使单位面积镍表面积上的腐蚀电流大为降低,腐蚀速度也因此而降低,从而避免了集中纵深的强烈腐蚀，起到了非常好的耐腐蚀性效果。硫酸铜半光亮Ni光亮Ni CrCr MP-Ni （微孔镍）（微孔镍）微孔微孔powder镀层构成示意图镀层构成示意图显微镜观察微孔显微镜观察微孔长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda27/46电镀流程电镀流程13、光亮铬（、光亮铬（6+）作用 镀层呈耀眼的银白色，使零件达到最佳的装饰效果。镀好光亮铬的VW标牌长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda28/46电镀流程14、下挂作用 将零件从挂具上摘下，进行检验、包装。员工正在进行下挂作业员工正在进行下挂作业长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda29/46电镀流程11、珍珠镍（根据需要）外观具有珍珠光亮效果使零件看起来幽雅、色泽柔和。BORA A5拉手珍珠镍效果长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda30/46电镀流程11、珍珠镍（根据需要）原理原理珍珍珠珠镍镍不导电不导电乳化小乳化小液滴液滴小液滴小液滴脱附后脱附后形成小形成小凹坑凹坑 半光沢半光沢NiNi漫反射漫反射半光亮镍半光亮镍珍珠珍珠镍镍镀镀 铬铬无数小凹坑重叠使无数小凹坑重叠使产品表面被凹凸化，产品表面被凹凸化，通过光的漫反射，通过光的漫反射，可见珍珠光亮表面。可见珍珠光亮表面。长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda31/46电镀流程电镀流程13、三价铬（、三价铬（3+）（根据需要）（根据需要）特点 1、环保、毒性低（只有六价铬的1%）废水处理简单。2、电流效率高覆盖性能、分散性能高于六价铬。缺点 1、镀层色泽较六价铬稍暗。2、耐腐蚀性能及硬度没有六价铬好。目前，在欧洲、美国、日本等发达国家开始应用，目前，在欧洲、美国、日本等发达国家开始应用，在国内汽车行业上的应用很少见。在国内汽车行业上的应用很少见。长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda32/46电镀流程电镀流程13、黑铬（根据需要）、黑铬（根据需要）作用作用 镀层外观呈光亮黑色（略偏黄），使零件更显高档、华贵。原理原理 黑铬并不是纯铬而是铬和三氧化二铬的水合物组成，晶粒呈树枝状结构，其特殊的物理性质能够完全吸收光波而发黑。镀好黑铬的SGM710格栅长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda33/46 五、提高零件耐腐蚀性能 的控制方法长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda34/46零件性能-抗腐蚀机理CuCuSBr-NiSBr-Ni MP-Ni （微孔镍）（微孔镍）抗腐蚀机理抗腐蚀机理第一步：第一步：在零件表面有腐蚀介质时，微孔处暴露在外的镍层作为阳极性镀层先遭受腐蚀，腐蚀电流的大小由铬层的表面积决定，在大量不连续微孔大量不连续微孔的作用下，遭受腐蚀的镍层面积将大大增多且不连续，在腐蚀电流一定的情况下，这些“微孔”极大的分散了腐蚀电流，降低了腐蚀速率,延缓的腐蚀速度。Cr预镀预镀Ni化学镍化学镍第二步：第二步：当腐蚀到达光亮镍层时，由于微孔镍电位较光亮镍电位高（大约大约20mv），此时光亮镍被作为阳极性镀层优先腐蚀，微孔镍中的腐蚀被终止。第三步：第三步：腐蚀在光亮镍中进一步向下延伸直到半光镍时，由于半光镍的电位同样比亮镍高（大约大约100mv），光亮镍同样被当做了阳极性镀层，此时向下延伸的腐蚀在半光镍被终止，腐蚀方向在光亮镍中横向进行，这样又进一步延缓了腐蚀至底材的时间,大大降底了腐蚀的速度。-Br-Ni +-+腐蚀在腐蚀在光亮镍光亮镍中横向中横向腐蚀腐蚀腐蚀介质腐蚀介质长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda35/46零件性能-控制方法项项目目控制点控制点一般控制范围一般控制范围 (客户标准各异客户标准各异)福特标准福特标准耐腐耐腐蚀蚀性性膜厚膜厚Cr0.150.5um0.18umMP-Ni2.5umTOTAL:20um左右左右21umBr-Ni7umSBr-Ni12umCu1525um18um微孔数微孔数微孔数少耐微孔数少耐蚀蚀性差性差1000020000PCS/CM210000PCS/CM2电电位差位差 MP-Ni&Br-Ni2040 mv/SBr-Ni&Br-Ni100mv100mv长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda36/46零件性能-控制方法SBr-NiBr-NiMp-Ni电位差曲线图电位差曲线图 （电位差良好）（电位差良好）微孔数测量图微孔数测量图 (12000PCS/CM2)CASS test 结果结果横截面图横截面图比较好的试验结果比较好的试验结果Cr层层被很好的保护，腐蚀在光被很好的保护，腐蚀在光亮镍层内部横向进行延缓亮镍层内部横向进行延缓了腐蚀速度。了腐蚀速度。28mv150mv长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda37/46 6、塑料电镀常见的不良 缺陷及控制长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda38/46塑料电镀的不良缺陷1、麻点 2、针孔3、露塑（没镀上）4、发黄5、烧焦 6、起泡7、生锈电镀后会将产品缺陷电镀后会将产品缺陷放大放大1.51.5倍倍，塑料电镀件的不良缺陷主要有以下七种：塑料电镀件的不良缺陷主要有以下七种：长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda39/46缺陷及控制1、麻点麻点麻点零件表面的小凸点或小亮点，由固体杂质的小颗零件表面的小凸点或小亮点，由固体杂质的小颗粒沉积在零件表面所至。粒沉积在零件表面所至。产生原因对策1、电镀用水有杂质不干净建议电镀过程使用DI水2、电镀槽有固体杂质加强过滤效果长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda40/46缺陷及控制针孔针孔针孔零件表面的小凹点，主要由电镀过程中零件表面所零件表面的小凹点，主要由电镀过程中零件表面所吸附的氢气没有及时脱离而形成。吸附的氢气没有及时脱离而形成。产生原因对策电镀槽中空气搅拌不均匀改善空气搅动，赶走零件表面吸附的氢气。长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda41/46缺陷及控制3、露塑露塑露塑零件表面没有镀上，主要由前面化学镍没有沉积上，零件表面没有镀上，主要由前面化学镍没有沉积上，造成后面电镀不成功。造成后面电镀不成功。产生原因对策1、电镀槽被粗化液污染禁止粗化液被带入后面镀槽2、化学镍反应不够快，局部没有沉积上提高槽液浓度长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda42/46缺陷及控制发黄发黄发黄零件表面局部颜色呈黄色。主要由于零件铬层（银零件表面局部颜色呈黄色。主要由于零件铬层（银白色）没有镀上而露出了镍的颜色（白中偏黄色）。白色）没有镀上而露出了镍的颜色（白中偏黄色）。产生原因对策镀铬电流太小增加镀铬电流长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda43/46缺陷及控制烧焦烧焦烧焦零件尖角处突起或粗糙，主要由于电镀过程中零件零件尖角处突起或粗糙，主要由于电镀过程中零件局部的电流过大，镀层结晶粗糙引起。局部的电流过大，镀层结晶粗糙引起。产生原因对策电镀电流过大降低电镀电流长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda44/46缺陷及控制起泡起泡起泡零件表面鼓出气泡，主要由电镀层与塑料层结合力不零件表面鼓出气泡，主要由电镀层与塑料层结合力不佳产生分离。佳产生分离。产生原因对策1、零件的注、零件的注塑材料性能不塑材料性能不佳佳建议选用客户建议选用客户认可的电镀级认可的电镀级ABS材料材料2、零件粗化不到位或过头适当增强或降低粗化水平（提高粗化浓度、温度、时间等）长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda45/46缺陷及控制生锈生锈生锈零件表面被腐蚀、变色失去光泽，主要是零件耐零件表面被腐蚀、变色失去光泽，主要是零件耐腐蚀性能不佳遭受腐蚀引起。腐蚀性能不佳遭受腐蚀引起。产生原因对策1、电镀挂具导电不良造成电镀膜厚及微孔数不足。制作新挂具和改善工艺保证电镀层膜厚及微孔数。2、环境中含有强腐蚀介质如：含Cl、S等物质。避免酸雨、经常清洗车辆。长安福特马自达长安福特马自达Changan Ford Mazda46/46Thanks!