ABS塑料电镀问题的原因分析和解决方法

ABSABS 塑料电镀问题的原因分析和解决方法塑料电镀问题的原因分析和解决方法 1 前 言 近年来 塑料电镀已被广泛应用在塑料零件的装饰性电镀上 ABS 塑料是塑料电镀中应用最 广的一种 ABS 塑料是丙烯腈 A 丁二烯 B 苯乙烯 S 的三元共聚物 对电镀级 ABS 塑料 来说 丁二烯的含量对电镀影响很大 一般应控制在 18 23 丁二烯含量高 流动性好 易 成型 与镀层附着力好 由于 ABS 是非导体 所以电镀前必须附上导电层 形成导电层要经 过粗化 中和 敏化 活化 化学镀等几个步骤 比金属电镀复杂 在生产中容易出现问题 我们从 ABS 塑料电镀的工艺出发 分析原因并找出了解决的办法 2 问题及解决方法 2 1 镀件易漂浮 与挂具接触的地方易被烧焦因为塑料的比重小 所以在溶液中易浮起 灯 罩外形就象一个小盘一样 内表面凹进去 边上有两个小孔 开始只用一根铜丝卡着两个小孔 进行电镀 由于电镀中气体的放出 灯罩易与铜丝脱离 加之铜丝也轻 不足以使灯罩浸入溶 液里 后来在铜丝上附上重物 解决了漂浮问题 铜丝与灯罩的接触点被烧焦 并露出塑料 是因导电不良引起的 为了解决工件漂浮与导电问题 我们设计了专门的夹具 夹具有一定 的重量 上灯罩后不再浮起 再用两个较宽的导电片卡在灯罩的孔上 使各处电流均匀 接触点 就不会烧焦了 2 2 灯罩化学镀铜时出现气泡 电镀后气泡变大 并可以揭起塑料电镀的工艺流程为 除油 水洗 粗化 水洗 敏化 自来水洗 去离子水洗 活化 水洗 化学镀铜 水洗 电镀 水洗 干燥 由以上可知 化学镀铜前的任何步骤出现问题都会导致鼓泡 引起结合力不 好的原因有很多 经常易出现问题的是除油过程和粗化过程 除油不彻底 会引起掉皮 脱落 灯罩采用的是化学除油 塑料件不适宜用有机溶剂除油 操作时 温度升高到 65 70 不断 地抖动工件 直到水洗后不挂水珠为止 粗化是 ABS 塑料电镀中很重要的过程 粗化不足 结合力下降 粗化过度 又会使孔变大变形 结合力也会降低 由于敏化液中二价锡极不稳定 所以敏化液易失效 如不调整 会导致活化失败 活化不足 会使化学镀层沉积不全 而活化过 度 使活性金属在表面还原过多而形成不连续膜层 也会使结合力下降 我们从除油开始 严 格按除油液配方和操作条件 又检查粗化工序的时间 温度 新配制了敏化液和活化液 结果 化学镀铜后仍出现气泡 几次反复试验 结果一样 最后断定鼓泡不是由除油 粗化 敏化 活化引起的 此时怀疑是否料的成分及成型工艺有问题 因为 ABS 塑料的成分及成型工艺与 电镀有直接的关系 ABS 颗粒易吸水 要求压注前水份含量低于 0 1 必须在 80 热风干燥 箱中烘干 2 4h 周围环境也必须干燥 ABS 塑料中不能混入其它成分 我们通过调查发现 注塑厂将大量成型的 ABS 塑料件堆放在潮湿的库房地面上 而且注塑前的原料未经烘干 在 我们的指导下 将要注塑的原料在 80 下烘干 2 4h 经检验符合电镀要求后再进行注塑 改 进后的灯罩电镀后鼓泡问题再没有出现 2 3 灯罩电镀后表面出现黑斑 无光泽灯罩化学镀铜后 转入电镀工序 我们采用的工艺流程 是 镀镍 镀铜 镀亮镍 镀铬 镀铜溶液比较稳定 主要问题是铜阳极在电镀中易产生铜粉 Cu2O 铜粉进入镀液会引起镀层粗糙 我们用耐蚀性阳极布包住阳极再放入阳极套中 电镀 后经常打开清洗 因此 镀铜后表面光亮 细致 没出现任何问题 零件镀亮镍后表面无光泽 而 且有黑斑 加光亮剂后 问题仍未消除 分析槽液 各成分含量均在范围之内 槽液放置一夜后 把上清液全部倒到备用槽 发现镀槽底部有黄褐色泥状沉淀物 经分析是由于镀镍溶液温度 偏高 光亮剂分解所致 电镀时 空气搅拌装置把槽底的泥渣翻起来 同镍离子一起沉积到镀层 上 造成毛刺和黑斑 后来还发现 由于镀镍 镀铬同用一套导电棒 导电棒上带有镀铬时留 下的铬酐 镀镍时 易将铬带入镍槽中 又由于挂具没有绝缘 镀镍溶液中带入了铜杂质 这些都 是引起发黑的原因 铜杂质可用 0 5A dm2 电流密度电解除去 去除六价铬 先用硫酸调节 镀液 pH 至 3 左右 然后加入亚硫酸钠 0 2 0 4g L 搅拌 使六价铬还原为三价铬 然后用低电 流密度除去三价铬 最后用活性炭处理过滤除去有机杂质 槽液经处理后 镀镍后再没有出 现黑斑 套铬时 灯罩的凹部采用象形阳极 最后镀出的灯罩光亮 细致 符合产品要求 3 结论 1 塑料件的成分及成型工艺不能忽视 这往往是电镀工作者不易觉察的问题 2 电镀时要设计专用的挂具 3 注意槽液的维护 使各成分保持在工艺规范内 4 加强工序间的清洗 不要把其它杂质带入 ABS 塑料电镀中出现脱皮问题及解决方法塑料电镀中出现脱皮问题及解决方法 aabb1984 ID 本人买了回收塑料 ABS 粉碎料 造粒打做产品电镀 可有些脱皮 是什么原因 我知道一个问题就是料不是很纯 ABS 有 90 把 可这问题站时没法解决 可以添加什么东西 解决的吗 cj965140 90 的 ABS 加 10 的 HIPS 不会有问题 5 的 PP PE 应该也不会有问题 但如 果有 1 的 PPO 就会脱层 这是我的一点经验 不知道对不对 polyrain 有 10 的 HIPS 肯定会分层 胜在中秋 加 3 的马来酸酐接枝 ABS 和 0 5 EBS 还加 2 的 SBS 造粒 四维沈阳 加入马来酸酐接枝 ABS 减少弹性体的用量 例如 K 胶等加多了影响电镀 加 3 的马来酸酐接枝 ABS 和 0 5 EBS 还加 2 的 SBS 造粒 是的 加些马来酸酐接枝相容剂就可以了 一方面解决相容性 另一方面提高材料的极性 从而提高电镀念性 喷涂件表面性能标准 GM4350 1 适用范围 1 材料说明 此标准包括汽车组件上通常采用的各类喷涂的实验室检测要求 该标准不 包括产品的外观要求及流程参数 例外 参见 3 1 1 节 这些要求及参数应规定在材质说 明书上 998 并不用来说明真空放置金属涂层及热印涂层的喷涂末漆 对于喷涂塑 胶件 零件的基层 表面处理和所用涂料等必须使用 GM 认可的喷涂零件体系资料 APQPS 使用 APQPS 检测时 每次必须检测不同零件至少三件样品 在组装设备上进行 预处理及随后进行表面喷涂的零件必须能符合表面涂层标准及此标准的检测要求 2 典型应用 下列样件列出了曾用过的或当前正在使用的一些编码 您可向您的材料工程师咨询你要使 用的详细编码 涂层类别的典型应用如下所列 A336 通常用于汽车底盘和外部的有易被侵蚀底层的零件 比如未电镀的冷轧板 滤料钢板 浇铸了锌 铝或锰的钢模 A168 经常用于金属下罩零件 有时用于金属底盘部件 A96 A96 之前曾用于汽车外部在光亮面有涂层的零件 如不锈钢 阳极电镀铝和电镀铬金 属或塑胶 请注意光亮面的涂层黏合效果通常较差 超过 A96 要求的零件不能保证有合格 的表面喷涂质量 因此 对光亮面涂层规定的要求不作任何修改 A0 A0 常用于塑料的或非金属的汽车外部零件 C96 常用于箱子上可见的金属零件和车辆外部会裸露在湿气中的零件 C24 通常用于不会暴露在湿气中的金属基层的汽车内部零件 C0 常用于塑料或非金属面的汽车内部零件 注 3 注释 1 这里规定的检测方法是用于常规质量控制 第三节 和喷涂结果 第三节和附录 A 必须根据补充的分类编号 Z 规定其余的检测要求 并且要在工程图纸或 和材料说明书上列 出来 样例如表 1 所示 表 1 Z 标记示例 类型后缀标记 检测要求 GM4350AO GDZ GM4350AO GPZ GM4350AO M1Z GM4350AO M2Z GM4350A168 ODZ 汽油耐蚀性 汽油浆耐蚀性 冷拔弯曲度 冷拔弯曲度 浸油测试 Z 标记中相近的要求做相容性测试的材料必须在工程图样中作规定 2 表 2 中描述了禁用的编码及其当前应用状态 新的图纸编号参见 2 节 2 参考信息 注 除另有说明外 仅使用经过批准的标准 表 2 禁用编号 禁用编号 当前应用状态 GM4350 B336 GM4350 A336 另 1 无 NSS 腐蚀要求 2 锌表面要求无腐蚀痕迹和腐蚀 GM4350 B168 GM4350M A168 另 1 无 NSS 腐蚀要求 2 锌表面要求无腐蚀痕迹和腐蚀 3 在潮湿的环境中暴 露 24 小时 GM4350 B96 GM4350M C96 类 GM4350 B48 GM4350 A96 类 除 1 NSSD24 小时 GM4350 E24 GM4350M A168 OD 另 1 无 NSS 腐蚀要求 2 锌表面要求无腐蚀痕 迹和腐蚀 3 在潮湿的环境中暴 露 24 小时 2 1 其它标准 说明 ASTM D3363 SAE J2334 ASTM D3763 2 2 通用标准 说明 3 要求 3 1 装运要求 喷涂件底漆和外涂层均列在表 3 中 表面涂层可用 OEM 或同种颜色但浓淡不同的漆进行修补 除另有规定 喷涂件必须在变 化周期至少 72 小时后经过了烤干或烘干再进行检测 表 3 允许的常规应用 OEM 应用 编号 修复使用 最大值 烘烤 次数 最大值 所有涂 层膜 给定的 喷涂层 底漆 1 2 3 100 微米 外涂层 1 2 3 225 微米 注 1 湿度测试被定为唯一的应用方法 仍根据给定了涂层要求的所有涂层膜进行限制 注 2 仅表面涂层包括同色喷涂方法 经过修补后仍不合格的零件 底漆和表面涂层 必 须报废 也可在稍短的变化周期后进行检测 但要确定这样能提供一个更为严格的检测条件 且在 72 小时内不同时间段得到的结果不成为比较相关喷涂表面的特殊特性的重要根据 3 1 1 化学性能要求 2006 年有效模型 所有密封的经过磷酸盐化的零件包括新的和旧 的零件必须使用经过 9984303 核准的密封材料 3 1 2 物理性能要求 该标准说明的零件须符合表 5 中规定的各类别涂层的检测要求 为递交 PPAP 文件和常规质量控制 在生产零件过程中要进行检测 检测频率要根据供应 商确定的统计样件计划而定 或者定为本说明书中规定的最小频率 在喷涂材料最初的资 格评定过程中进行检测 3 1 2 1 腐蚀周期 GM9540P 一般加工零件或零件的重要部位都要求在 PPAP 中进行 加速侵蚀测试 并且 喷涂工需要每年对各类给通用的加工零件 例如 裸露钢板 热电 镀板 电镀锌 铝 锌压铸件 锌镀层退火处理件等 最少进行 2 次检测 GM9540P 零 件经过暴露后必须有 8 的侵蚀级别标记 最好有 GM 工程侵蚀标准级别范围 参见下面表 4 中合适的级别范围说明 零件表面性能的纪录须保留以便参考 且能复查 纪录文件要 能反映零件的表面性能和规律性间隔的损耗贴签证明 例如 8 次循环 16 次循环 SAEJ2334 测试程序可替代 GM9540P 符合 GM9540P 损耗要求 注 零件的 PPAP 递交时 经过 GM 认可的相同零件的 GM9540P 最新的测试结果 不超 过 6 个月 可递交获得批准 表 4 表面性能标准 检测类别 外部 EXT 下盖 U H 下底面 U B 内低度 内高度 表面沙砾 N A N A A 段 N A N A 腐蚀周期和 腐蚀差距 C 段 B 段 N A 选项 X1 12 次循环 选项 X1 4 次循环 接受标准 腐蚀级别 8 或 每 GM8100G 腐蚀级别 8 或 每 GM8100G 腐蚀级别 8 或 每 GM8100G 腐蚀级别 8 或 每 GM8100G 腐蚀级别 8 或 每 GM8100G 注 1 表面性能标准在检测类别补充中有说明 如 GM4350M A336 U B 如果检测类别 补充中没有进行说明 表面性能标准可参考零件在车辆上的具体位置 如下 1 外表面 次要面部分 C 段 2 下盖部分 B 段 3 下底面部分 有沙砾大小的 A 段 4 内部 平面 低装配位置 选项 X1 12 次循环 5 内部 下缓冲面 中间高度装配 选项 X1 4 次循环 注 2 如果用 SAE J2334 则使用 GM9540P 的大量损失贴签要求 注 3 裸钢板和铁压铸件允许最大差距为 6 毫米 别的基件允许有 3 毫米的差距 4 生产过程 不作要求 5 规章制度 5 1 所有该说明书中的材料必须能符合 GMW3001 的要求 材料说明规章制度 5 2 所有该说明书中的材料必须能符合 GMW3059 的要求 零件内容可控制报告 6 批准的资料 不作要求 7 条码系统 该材料说明可作为文件 图纸 TS CTS 等的参考文件 如下所示 例如 可查阅 2 节典型应用中对应的检测类别 8 发行和修正信息 1 发行 本说明标准 1960 年 12 月首次被批准并发行 2 修正 编号 批准日期 修改内容 L 2004 12 添加表 4 修改 部分 并对表 4 5 及附录进行修改和重新编号 M 2005 3 删去兼容特性 表 5 中添加了烘烤时间及效果 零件专家组 表格 5 测试类别要求 类别 A336 A168 A96 A0 C96 C24 C0 粘着力测试 GM9071P 注 1 注 1 注 1 注 1 注 1 注 1 注 1 热湿度测试 GM4465P 和 GM9071 96 小时 注 2 3 96 小时 注 2 3 96 小时 注 2 3 96 小时 注 2 3 24 小时 注 2 3 24 小时 注 2 3 24 小时 注 2 3 中性盐雾试验 GM4298P GM9102P 336 小时 注 2 注 4 注 5 168 小时 注 2 注 4 注 5 96 小时 注 2 注 4 注 5 GM9511P 2 星期 注 2 注 4 注 5 1 星期 注 2 注 4 注 5 4 天 注 2 注 4 注 5 中性盐雾试验 GM4298P 96 小时 注 2 5 24 小时 注 2 5 腐蚀性测试 GM9540P 见表格 4 注 4 注 12 见表格 4 注 4 12 见表格 4 注 4 12 见表格 4 注 4 12 抗碎性测试 GM9508P 注 6 注 6 注 6 注 7 注 8 刮伤性 脆性测试 GM9506P 注 9 注 9 硬度试验 GM9507P 注 10 固化实验 GM9509P 注 11 注 11 注 11 注 11 注 11 注 11 注 11 刀形交叉粘合度试验 GM9502P 注 12 芯拔弯度试验 GM9503P 注 13 汽油试验 GM9501P 注 14 15 注 14 15 注 14 15 注 14 15 汽油试验 GM9500P 注 14 15 注 14 15 注 14 15 注 14 15 附录 B 7 小时 注 10 7 小时 注 10 7 小时 注 10 7 小时 注 10 烘烤试验 GMN10083 注 16 多轴仪器测试 ASTM D3763 GMN10083 注 17 注 1 最小值为喷涂面的保持周期的 99 的情况可以接受 注 2 在提及的 H 末端无起泡等外观情况 注 3 最小值为喷涂面的保持周期的 99 注 4 允许最大差距为 3 毫米 参见 GM 9102P 注 5 表面最多 10 的部分可被腐蚀 划痕和 或 3 毫米的突起边缘除外 注 6 最小级别为 6 金属面 注 7 最小级别为 7 硬塑胶 屈服系数大于 800Mpa 注 8 最小级别为 8 软塑胶 屈服系数小于等于 800Mpa 注 9 无脆性特征 喷漆面不得大于用硬币刮出的皱褶宽度 注 10 表面无喷漆 注 11 级别为 0 或 1 注 12 最小级别为 8 注 13 最小值为 8 最小裂缝 注 14 表面无颜色变化或涂层变化 喷涂油膜没有突起起层或剥落的现象 注 15 喷涂层要求不能发现有任何缺陷 注 16 无明显的颜色或光泽变化 黏合力下降 扭曲或液体渗出现象 注 17 一面喷涂另一面未喷涂的涂层测试板间的有效阻力不得小于同样的但均未喷涂过的 板子间有效阻力的 80 附录 A A1 喷涂过程测试 在大多数情况下 喷涂过程测试是工程上用来确定喷涂材料资格的长期 测试 外部的