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塑料电镀故障多,找准原因很关键!

时间:2019-12-05      浏览:112

塑料电镀故障多,找准原因很关键!


  由于料件本身不导电,所以塑料电镀比金属电镀困难得多。这与镀前处理中的粗化、敏化、活化、化学镀等主要工序有关。

  本文介绍了塑料电镀常见故障(包括结合力不好、针孔及麻点、析出不均匀、电镀不上等)的产生原因和处理方法。

  

  结合力不好

  1.产生原因

  (1)塑料成型条件有缺陷。

  (2)粗化液不良或操作不当。

  (3)活化处理不够好。

  (4)电镀层设计组合不恰当。

  2.分析处理

  (1)塑料电镀层的结合力与塑料本身的性质、成型加工方法和成型加工规范等有关。

  判断塑料成型条件好坏的方法为:在常温下用冰醋酸浸泡2min左右,然后水洗干燥。如果塑料件表面产生白色粉末或裂纹,则这样的塑料件结合力不好。

  (2)粗化是塑料电镀的关键步骤之一,其目的是使塑料表面呈现微观粗糙,增大镀层与基体的接触面积,并使塑料由憎水体变为亲水体,从而提高镀层的结合力。

  但是,粗化液中的六价铬会被塑料的高分子物质还原成三价铬,而三价铬的质量浓度过高会影响粗化效果,降低镀层的结合力。

  当三价铬的质量浓度超过40g/L时,应进行净处理。合格的粗化表面应呈微暗、平滑、不反光,能较好地被水润湿。因此,对于ABS塑料件,可通过提高粗化液中硫酸的质量浓度,使工件表面的丁二烯球状体溶解而达到微观粗糙的要求。

  对于聚丙烯塑料件,应增加溶剂处理,随后再进行化学粗化。在粗化时,塑料件应全部浸入溶液中,可用重物压住工件。为保证工件各部位都能得到均匀粗化,应经常翻动工件。

  (3)如果塑料件表面活化不好,则催化中心少,分布稀疏。

  当化学镀时,反应优先在催化中心形成金属小岛,然后靠这些稀疏的岛,相互延伸连接整体的镀层。这看上去很好,但在随后的电镀中就会出现起泡、脱皮。发现这种情况时,应立即停止施镀,重新返工处理。

  (4)由于塑料的膨胀系数比金属镀层的大得多,若其表面为硬质镀层,当周围温度发生变化时,就会引起镀层起泡、脱皮。

  因此,对底镀层为塑料的镀层,如电镀铜层需要厚一些,即应占整个镀层的2/3,镀镍、铬则应薄一些,这样可以改善结合力。

  

     针孔及麻点

  1.产生原因

  (1)化学粗化过腐蚀。

  (2)敏化液、活化液产生沉淀。

  (3)化学镀液析出状态不好。

  (4)电镀铜时搅拌不够或镀液不良。

  2.分析处理

  (1)粗化液中硫酸的质量浓度过高、处理时间太长、或者槽内有温差,往往在温度高的地方产生过腐蚀,造成后续镀层出现针孔、麻点、甚至凹坑。

  粗化时,如果表面很光滑但呈疏水状,则表明粗化不足;如果表面明显变暗,甚至呈白霜状,则表明粗化过度。

  因此,每当要粗化一批塑料件时,应先做初样检查,宁可粗化不足再粗化,不可粗化过度。否则会使塑料件表面丙烯腈和苯乙烯形成的“骨架”遭到破坏,成为粉状物,无法挽救,造成废品。

  (2)对于塑料电镀而言,敏化的质量是一个非常重要的因素。如果起因是敏化,主要就在于溶液中的二价锡会被水或空气中的氧气氧化成四价锡,水解而产生沉淀。

  过多时,其凝聚物附着在工件表面而污染后续的活化液,有的会使化学镀产生针孔和麻点。添加过量的盐酸能防止沉淀的产生,但添加过多,吸附能力消失,随后的析出会不均匀。

  因此,在管理中要分析盐酸及锡离子的质量浓度,并过滤槽液。另外,在操作中也要充分水洗,除掉工件表面的附着物。

  (3)塑料件进行化学镀,用得最多的是镀铜或镀镍。化学镀铜液中,甲醛是常用的还原剂。

  在碱性条件下,甲醛的还原能力很强,所以镀液中有可能出现非催化性的不良反应。因此而产生的Cu2O夹杂在镀层中,如果Cu2O的表面继续被还原,在其表面产生金属铜,这就造成了镀液分解的原因,即不良状态。

  可采取空气搅拌的方法,依靠空气中的氧,将一价铜氧化成二价铜,从而阻碍Cu2O的反应,能使镀液不分解。

  (4)如果是电镀铜造成的,那么可能是搅拌不够、镀液配方不适合、光亮剂分解或混入阳极泥等。这就需要加强对镀液的搅拌、分析、过滤,以及用好的阳极袋来解决。


  析出不均匀

  1.产生原因

  (1)敏化液、活化液不良。

  (2)活化时被还原的银或钯被水洗掉。

  (3)化学镀铜液或镀镍液的pH值不适当。

  (4)工件压花部位浸蚀时有油污。

  2.分析处理

  (1)在化学镀时有可能沉积不上,或者镀层覆盖不全,应根据具体情况进行分析。

  可将经过活化处理的工件浸入化学镀液中,如果工件表面不发生反应,则表明活化处理不好,需查找出活化液、敏化液的问题。

  用胶态钯进行活化时,还需考虑解胶是否完全。可将工件在解胶液中反复一次,若反应只在局部进行,则表明粗化不足,应进一步加强粗化处理。

  如果工件浸入化学镀液后,其表面反应很慢,局部沉积层不连续,则表明是化学镀液的原因。首先检查镀液的pH值是否偏低,再加入适量金属盐和还原剂调整。

  (2)活化是将经过敏化处理的工件浸入贵金属盐的溶液中,使塑料表面析出一层有催化性的金属薄膜,为化学镀打下基础。活化液必须使用蒸馏水或去离子水配制。

  工件经活化出槽后,不要马上进行水洗,否则,会使刚还原上去的银或钯被水洗掉,影响化学镀层的沉积。

  因此,必须将活化后的工件先在40℃下干燥,或者自然晾干,然后在蒸馏水或去离子水中清洗。

  (3)塑料化学镀常用碱性镀铜或镀镍,其镀液的pH值对化学镀层的析出影响很大。

  一般化学镀铜液的pH值为12;化学镀镍液的pH值为8.5~9.5。过高或过低,都会使镀层析出不均匀。因此,必须将化学镀液的pH值控制在工艺范围内。

  (4)如果压花的塑料件在浸入化学镀液不发生反应的地方没有镀层,这就要预先充分除油,或者用浸蚀液腐蚀1min,水洗后再次进行浸蚀。通过溶剂处理也能解决。

  

     电镀不上

  1.产生原因

  (1)化学镀层太薄或稀疏不导电。

  (2)化学镀层表面被氧化。

  (3)电镀夹具接点太少或夹住工件不当。

  2.分析处理

  (1)塑料件属于非导电体,全靠化学镀金属层导电。当化学镀层太薄(小于0.1μm)或镀层不紧时,电流通过的电阻大,致使夹具与镀件接点处的温度升高;严重时会使塑料熔化,附近的镀层被溶解掉,电流无法通过,故电镀不上镀层。

  在这种情况下,应适当延长化学镀的时间以增厚镀层,或者在工件进入电镀时,先用小电流镀一段时间(约3min),然后增加电流至正常范围。

  (2)经化学镀的工件无论在空气中或在水中存放时间太长,其镀层表面都会发生氧化,影响导电。

  在这种情况下,对化学镀铜层表面的氧化膜,可以在质量分数为5%的硫酸溶液中进行活化处理,但会去掉一些镀层,增加电镀的困难。而对化学镀镍层就不易活化,因为镍的氧化膜较顽固,很难去掉。

  可将工件先在稀硫酸中浸渍30s,然后带酸入槽电镀5min的暗镍便可解决。

  (3)塑料电镀时,夹具与镀件的接点要比金属电镀的多30%,以减少接触电阻。最好是用半环形的线接点,可以增强导电能力,使电流顺利通过。另外,夹具应有较好的弹性。

  

     结 语

  (1)塑料件成型条件及其表面粗化,对镀层结合力影响非常大。

  (2)敏化液、活化液中金属离子的氧化还原电位要能使它与还原剂完全反应,并有催化性能。这是化学镀的关键。

  (3)化学镀液必须有合适的配位剂,在酸性化学镀时也需要稳定剂、加速剂、镀层性状改善剂。

  (4)加强工艺维护管理,保持各工序处理液的状态良好。这样可以防止或减少镀层故障的发生。


信息来源:电镀与环保