塑料电镀工艺知识培训

2019/8/16信邦集团1塑料电镀工艺知识讲解2019/8/16信邦集团2目录一、工艺流程图二、电镀液成分及作用三、常见问题点及改善2019/8/16信邦集团3前处理工艺流程：除油粗化I中和稀盐酸钯水化学镍粗化II解胶化学铜2019/8/16信邦集团41、工艺流程（六价铬）焦铜/瓦特镍光铜I过硫酸半光镍光铜II稀硫酸活化光镍活化封口镍光铬盐酸活化珍珠镍2019/8/16信邦集团52、工艺流程（三价白铬）焦铜/瓦特镍光铜I活化光镍光铜II稀硫酸活化活化三价白铬三价黑鉻半光镍信邦集团信邦集团珍珠镍2、工艺流程（三价白铬）2019/8/16信邦集团6二、电镀液成分及作用1、除油。主要成份：除油粉操作条件：温度50~60℃；浓度：30-35g/L过滤4转/小时以上作用：除去塑胶件表面在模压、存放和运输过程中残留的灰尘和油污，或者因不规范操作引起的手印油污等，以保证塑胶件能在下一个工序中均匀地进行表面粗化。除油是利用热碱溶液对油脂的皂化和乳化作用，将素材表面油污除去的过程。碱性溶液包括两个部分：一部门是碱性物质，如氢氧化钠、碳酸钠；另一部分是硅酸钠、乳化剂等表面活性物质。碱性物质的皂化作用除去可皂化油，表面活性剂的乳化作用除去不可皂化油。超声波除油的作用超声波强化除油，就是利用了冲击波对油膜的破坏作用及空化现象产生的强烈搅拌作用。2019/8/16信邦集团72019/8/16信邦集团82、粗化。主要成份：铬酸酐、CP硫酸、858微蚀湿润剂操作条件：温度：66-70℃；浓度：铬酸酐（410-450g/l）硫酸（400-430g/l）858微蚀湿润剂（1-2ml/L）Cr3+（5-10g/L）搅拌：空气搅拌2019/8/16信邦集团9作用：粗化过程实际是一个化学浸蚀的过程，ABS塑料是丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）的三元共聚物，是由丙烯腈与苯乙烯共聚形成的树脂相跟丙烯腈与丁二烯共聚形成的弹性体相（也称橡胶体相）组成的混合物。粗化时，粗化液可溶解ABS胶件表面层的B组分，而S-A骨架基本不溶，从而形成极多上小下大的凹坑，使胶件表面微观粗糙明显增加，并使镀层与基体能实现机械“锁扣”式结合，提高结合力。另外，粗化液中的强氧化剂与塑料基体表面发生氧化、磺化等反应，生成较多的极性基团或使非极性分子极化，极大的提高了胶件的表面亲水性，有利于电沉积反应进行，从而提高镀层与胶件结合力。2019/8/16信邦集团10粗化后电镜扫描的三种状态2019/8/16信邦集团11粗化扯三价铬机工作原理•使三价铬还原成六价铬根据电化学原理三价铬离子在阳极上氧化为六价铬离子，同时减少铬酸用量，阴极上还原的三价铬留在三价铬电解陶瓷缸内，从而降低槽液中三价铬离子的浓度。•除去粗化药液中的杂质,如铜，镍，锌，镍等金属杂质。2019/8/16信邦集团123、中和。主要成份及含量：CP盐酸（10-20ml/L）水合联氨（0.5-1.5ml/L）操作条件：温度:室温；搅拌:空拌作用：产品经过化学粗化后，经水洗，表面微孔结构中会残留一些六价铬和其他杂质，如果让六价铬残留进入钯水缸，污染钯水（六价铬会将二价锡氧化为四价锡，从而影响钯水的稳定性），利用水合联氨在强酸条件下的还原性可以将残留在胶件表面的六价铬清洗干净，以防止下一工序的钯水溶液受到污染。2019/8/16信邦集团134、稀盐酸主要成份：CP盐酸30-40ml/L操作条件：温度常温过滤4转/小时以上作用：避免带水进入钯水槽，一定程度上维持“钯水”溶液中二价锡和酸的含量,避免二价锡水解。2019/8/16信邦集团145、钯水。主要成份及含量：氯化钯PdCl2（35-45ppm）氯化亚锡SnCl2（1-2g/l）CP盐酸（280-320mL/L）操作条件：温度22~30℃；过滤6转/小时以上2019/8/16信邦集团15作用：我司所使用的钯水是经过敏化（吸附Sn2+）与活化（还原）后得到的胶体钯。活化是通过氯化亚锡还原钯离子并形成胶体钯和锡酸胶体。锡酸胶体是胶体钯的保护体，使胶体钯活化液稳定。反应机理：Sn2++Pd2+→Sn4++Pd↓（胶体）反应生成的金属钯以微胶粒形态分散于溶液中，反应生成的Sn4+则能包围住金属钯胶粒而使其稳定分散，形成胶体溶液，从而能使胶件表面吸附上一层被Sn4+所包围的胶体钯粒子，经后续解胶后，钯粒子成为化学镀的催化活性中心。2019/8/16信邦集团16钯胶体颗粒示意图2019/8/16信邦集团176、解胶主要成份：氢氧化钠操作条件：温度18~50℃；搅拌空气搅拌过滤6转/小时以上作用：出钯水后的塑胶件表面吸附的胶体钯微粒并没有催化活性，因为原子钯周围吸附了起稳定作用的胶态二价锡水解胶层，所以必须进行解胶处理。解胶就是把钯微粒周围吸附的锡水解胶层溶解掉，露出钯粒子而又不损害钯核微粒。2019/8/16信邦集团18解胶前解胶后2019/8/16信邦集团197、化学镍I、II主要成份及含量：硫酸镍NiSO4（28-32g/l）柠檬酸钠Na3Cit（35-55g/l）次磷酸钠NaH2PO2（13-18g/l）氯化铵NH4Cl（30-35g/l）氨水NH3H2O（镀液的20ml/l）操作条件：温度36~42℃；过滤6转/小时以上PH值7.8~8.32019/8/16信邦集团20作用:•在活性金属原子钯的催化作用下，化学镍溶液中Ni2+与H2PO2-发生氧化还原反应，溶液中的镍离子Ni2+被还原成Ni金属晶体均匀排列在塑胶件表面形成宏观的化学镍镀层，形成一层金属膜，实现胶件由不导电性向导电性的转变，为后续的电镀工序提供导电的条件。•注：化学镍镀层显现的灰暗色是因为镀层是除镍原子外还夹杂有少量磷原子形成了镍磷合金层。2019/8/16信邦集团218、化学铜：主要成分及含量铜Cu2+（1.8-3.0g/L）880A氢氧化钠NaOH（2.5-4.0g/L）880Z甲醛CupositY（2.0-3.5g/L）880YEDTA（20-30g/L）880EPH值（12.0-12.5）操作条件:温度32-38℃过滤3转/小时以上2019/8/16信邦集团22作用:•在活性金属原子钯的催化作用下，化学铜溶液中铜离子与甲醛发生氧化还原反应，溶液中的铜离子被还原成铜金属晶体均匀排列在塑胶件表面形成宏观的化学铜镀层，形成一层金属膜，实现胶件由不导电性向导电性的转变，为后续的电镀工序提供导电的条件。•880A为主盐提供铜离子、补充液Y为甲醛主要为还原剂、补充液Z为PH调节剂（由于化学铜的过程是药液PH降低的过程，因此必须向药液中加入PH调节剂，以维持药液的PH值在正常范围内。）、880EEDTA为络合剂（以甲醛作还原剂的化学铜溶液是碱性的，为防止铜离子形成氢氧化物沉淀析出，镀液中必须加入络合剂，以使铜离子成为铬离子状态）。2019/8/16信邦集团239、焦铜主要成份及含量：焦磷酸铜Cu2P2O7（32-36g/l）焦磷酸钾K4P2O7（230-280g/l）复磷酸（调整PH值）调高用１０％ＫＯＨ操作条件：温度48~52℃；阳极电解铜搅拌空拌PH值8.8~9.2过滤6转/小时以上作用：因化学镍层表面极易被氧化，在化学镍层表面镀上薄薄的焦铜后可以改善镀层的导电性2019/8/16信邦集团2410、活化主要成分及含量：硫酸（10-15g/L）操作条件：温度室温搅拌无需搅拌作用：产品表面的焦铜在空气中很容易氧化，通过硫酸中的氢离子除去表面的氧化膜，以提高产品表面的导电性。2019/8/16信邦集团2511、光铜主要成份及含量：硫酸铜Cu2SO4（180-220g/l）硫酸H2SO4（68-73g/l）氯离子Cl-（60-100ppm）580A(0.2-0.5ml/L)580B(0.2-0.8ml/L)580MU(5-10ml/L)操作条件：温度22~28℃；阳极磷铜搅拌空气搅拌过滤6转/小时以上2019/8/16信邦集团26作用•通过光铜电解液各种添加剂及少量的Cl-的作用可以使产品表面获得极佳的光亮性和平整性的电镀层。2019/8/16信邦集团2712、过硫酸主要成分及含量：硫酸（12-18ml/L）过硫酸铵（5-8g/L）操作条件：温度室温搅拌空气搅拌作用：光亮铜在空气中很容易氧化，活化过程可以除去氧化膜和残留在产品表面的酸铜光亮剂，为镀镍做准备，活化液可以在铜表面进行弱浸蚀，增加镍铜层的结合力。2019/8/16信邦集团2813、半光镍主要成分及含量：硫酸镍NiSO4（280-320g/l）氯化镍NiCl2（40-48g/l）硼酸H3BO3（40-48g/l）开缸剂（BTL-MU）9-12ml/L整平剂（TL-2）0.3-1.0ml/LB补充剂0.1-0.25ml/L湿润剂（62A）2.0-5.0ml/L操作条件：温度52~58℃；阳极镍角（电解镍）搅拌空气搅拌过滤6转/小时以上PH3.8-4.3作用：1、增加镍层厚度；2、提高与光镍层的电位差，增加镀层的防腐性能。2019/8/16信邦集团2914、光镍主要成份及含量：硫酸镍NiSO4（280-320g/l）氯化镍NiCl2（50-55g/l）硼酸H3BO3（40-45g/l）开缸剂（41）（7.5-10ml/L）光亮剂（61D）（1.5-2.5ml/L）柔软剂（63）（2.5-10ml/L）湿润剂（62A）（1.0-2.0ml/L）操作条件：温度54-60℃；阳极镍饼PH值4.0~4.5搅拌空气搅拌过滤6转/小时以上2019/8/16信邦集团30作用：光镍添加剂63及镍饼是含硫的，由于硫的存在，造成半光镍层和全光亮镍层含硫量的差异，是他们之间产生一个电位差．因此，在腐蚀过程中，双层镍就形成了一个腐蚀电池，在这个电池中，全光亮镍为正极，半光镍为负极，在腐蚀发生时，全光亮镍先被腐蚀，这叫做牺牲阳极型．2019/8/16信邦集团3115、封口镍主要成份及含量：硫酸镍NiSO4（330-360g/l）氯化镍NiCl2（60-65g/l）硼酸H3BO3（45-48g/l微孔剂(0.8-1.0g/L)分散剂（0.1-0.2ml/L）湿润剂（1.0-2.0ml/L）操作条件：温度52~58℃；阳极镍角PH值3.8~4.1搅拌空气搅拌循环6转/小时以上2019/8/16信邦集团32•作用：封口镍俗称“镍封”就是在光亮镍层或多层镍层表面再镀一层仅有一微米左右的光亮的含有大量非金属固体物质的镍层，封口镍含有无机粒子，分散剂以及促使镍和无机粒子共沉积的促进剂．必须用空气激烈搅拌，因为非金属微粒的比重大，容易沉淀．通过搅拌，可使微粒均匀悬浮在溶液中，均匀的掺在镀层中．三层镍抗腐蚀机理CuSBr-NiＡＢＳMP-Ni（微孔镍）抗腐蚀机理第一步：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Ni化学镍第二步：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：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++++++++++--------++++++腐蚀在光亮镍中横向腐蚀腐蚀介质•①电位差•合适的电位差可以引导腐蚀发生在光镍层。当腐蚀发生时，在封口镍与光镍，光镍与半光镍之间由于电位差形成了原电池，由于光镍的电位最负，在腐蚀电池中呈阳极被腐蚀，从而是使指向集体的穿透腐蚀变为集中在光镍层的横行腐蚀得以延缓。•如果封口镍与光镍之间电位差过低或者甚至出现封口镍的电位低于光镍的电位，则腐蚀在封口镍层横行展开，致使表面的铬层坍塌，表现出较明显腐蚀点。2019/8/16信邦集团34抗