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ABS 塑料三价黑铬电镀工艺与故障处理

时间:2019-12-06      浏览:112

ABS 塑料三价黑铬电镀工艺与故障处理


  环保型三价黑铬除了具有优良的耐蚀性、耐磨性和硬度外,更有高雅的美丽色泽,与锡合金枪色相比,有更好的耐磨性和机械性能,深受消费者喜爱,现已广泛应用于电子产品的 ABS 塑胶配件上。

  然而三价黑铬电镀的工艺稳定性较差,在 ABS 塑胶电镀应用中存在成品率低、故障多、镀液维护要求高等问题。

  针对以上问题,通过提高三价黑铬电镀前处理质量及采用自行配制的黑铬发黑剂,优化三价黑铬电镀工艺,关注镀液的变化并及时处理故障,取得了较好的效果。


  -ABS 塑胶件三价黑铬电镀工艺-


  一、工艺流程

  上机─除油─清洗─亲水─粗化─清洗─中和─清洗─预浸─催化─清洗─加速─清洗─镀化学镍─清洗─转机─活化─清洗─预镀铜─清洗─活化─镀酸铜─清洗─微蚀─清洗─镀光亮镍─清洗─镀三价黑铬─清洗─钝化─清洗─转机烘干。

  工艺流程中的几点说明:

  (1) 催化工序中所用的催化剂是一种活化性胶体钯。在强酸性溶液中,由钯核、锡、氯化物组成的胶团结构极易被粗化了的 ABS 塑料件表面吸附,为后序化学镍工艺提供高活性的催化中心。催化的工艺条件为:催化剂(自制)20 ~ 40 mg/L,氯化亚锡 1 g/L,盐酸300 mL/L,温度 23 °C。

  (2) 加速工序采用 50 ~ 60 g/L H2SO4(化学纯)溶液,操作温度(50 ± 5) °C,其目的是除去胶体钯中的Sn(II),促进催化。

  (3) 酸性亮铜应选用填平性好、深镀能力强的添加剂。

  (4) 光亮镍采用瓦特镀液配方,选择走位好、柔软性强、能获得白色镜面光亮的光亮剂。

  (5) 微蚀液由过硫酸铵和硫酸组成,在室温下浸渍 10 ~ 15 s。

  (6) 活化液为 20 g/L 的硫酸溶液,在室温下浸渍10 ~ 15 s。

  (7) 镀后钝化液配方与操作条件为:电解保护粉40 ~ 80 g/L,pH 9 ~ 10,室温,时间 20 ~ 30 s,Jk = 0.5 ~ 1.0 A/dm2。


  二、三价黑铬电镀液配方及操作条件

  开缸盐 400 ~ 450 g/L

  稳定剂 60 ~ 70 mL/L

  润湿剂 2 ~ 5 mL/L

  配位剂 1 ~ 2 mL/L

  发黑剂(自制) 20 ~ 30 mL/L

  三价铬 20 ~ 24 g/L

  pH 2.5 ~ 3.0

  θ 28 ~ 35 °C

  Jk 20 ~ 40 A/dm2

  Ja 3.5 ~ 5.5 A/dm2

  镀液中各组分作用

  (1) 开缸盐。用于开缸和槽液补充,提供铬盐和导电盐。

  (2) 稳定剂。与三价铬形成稳定的化合物,其浓度高会影响走位,浓度过低则易出现黑色条纹或引起色泽不均匀。

  (3) 润湿剂。用作防雾剂,还能降低液相与固相的表面张力和提高走位。

  (4) 配位剂。可增大电流密度范围。开缸时添加,平时无需添加(视情况补加),其浓度过高会使镀层的防腐能力降低、易变色。

  (5) 发黑剂。由氨基酸类和硫脲类物质组成,能使镀层表面有均匀的黑色。

  操作条件的影响

  (1) pH。最佳 pH 为 2.8,pH 过高时三价铬会沉淀。一般用纯盐酸或氨水调pH。

  (2) 温度。镀液温度太低时,有沉淀析出,高电流区黑铬层灰白;温度太高则会严重影响镀层的覆盖能力。

  (3) 电流密度。电流密度会影响三价黑铬层各组分的沉积量和颜色的均匀性。提高电流密度,镀层低电流密度区走位较好。但若电流密度过大,高电流密度区易发白或抗变色性能差;电流密度过低,则低电流密度区易发蓝和发黄。

  常见故障及处理方法

  ① 镀层低电流密度区发黄

  工件上孔位或凹位(如图 1 所示)等低电流密度区镀层发黄的原因主要有:导电盐含量不足,镀液温度偏高,阴极电流密度小,发黑剂含量不足,挂具导电性差,镀液有杂质污染。

  ABS 塑料三价黑铬电镀工艺与故障处理

  相应的解决方法为:检查镀液波美度,补充开缸盐;根据赫尔槽试验结果调整发黑剂;电镀前 1 h,用瓦楞板低电流密度电解处理;适当提高电流密度,控制温度为 32 °C;改善挂具、挂爪的导电部位。

  ② 镀层发白,不黑(高中电流密度区灰白)

  其产生原因有:电流密度过大,配位剂含量偏低,发黑剂不足,镀液受金属杂质污染。

  相应的解决方法为:适当降低电流密度;根据赫尔槽试验,调整配位剂和发黑剂;用树脂吸附或低电流电解处理。

  ③ 镀层有黑影

  镀层有黑影的主要原因是:稳定剂不足,镀液比重低(开缸盐不足),金属杂质污染,电流密度小。

  相应的解决方法有:根据赫尔槽试验,补充稳定剂;检测镀液比重,补充开缸盐;用瓦楞板低电流电解或树脂吸附;适当提高电流密度。

  镀液走位差

  镀液走位差的原因有:镀液 pH 低,镀液比重低,镀液中锌、铝杂质过多或三价铬盐含量偏低,镀液打气过大。

  相应的解决方法有:用氨水提高 pH 至 2.8;通过测试镀液的比重,调整补充开缸盐;用瓦楞板低电流电解或树脂过滤;通过分析,补充三价铬盐;减小打气。


  三、结语

  环保型三价黑铬用作手机或相机等 ABS 塑材电子产品的装饰,外观高雅,镀层物性测试要求高。但是三价黑铬镀层较薄(约 0.1 ~ 0.3 μm),色泽要求严格;因此笔者改变了原配方,并自配稳定性好的发黑剂。尽管如此,在电镀中若不控制好镀液的成分和保证镀液的稳定,就会造成返工率高,影响电镀层品质。此外,还需加强镀前处理,若没有优良的化学沉镍层和光亮铜、镍层,也难获得优质的三价黑铬层,甚至出现故障后无法找到原因所在。比如镀层凹位无黑铬层是因为凹位处铜、镍层薄,镀层电阻较大,导致电镀黑铬走位差。因此,要获得合格的三价黑铬镀件,就必须控制好前处理和后处理的各个环节,严格遵守操作规范,留意镀液的细微变化,使三价黑铬电镀正常运转。