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塑料电镀常见故障分析和处理
  浏览次数:5654  发布时间:2019年04月26日 09:41:10
[导读] 零件表面都镀不上铜层;出现这类故障的原因,一般是敏化液或活化液失效引起,还有可能是化学镀铜液中pH值、温度、甲醛、硫酸铜含量太低或络合剂含量太高而引起。

塑料电镀常见故障分析和处理:

1.零件表面都镀不上铜层;出现这类故障的原因,一般是敏化液或活化液失效引起,还有可能是化学镀铜液中pH值、温度、甲醛、硫酸铜含量太低或络合剂含量太高而引起。对这类故障的处理,应先检查敏化液、活化液或胶体钯溶液是否正常。用新配制的少量敏化和活化液(或胶体钯溶液),如果粗化过的塑料零件经新配制的敏伊和活化液处理后能够沉积上铜层,证明原来的敏化液或活化液已失效,应调整或更换这些溶液。若粗化过的浅色塑料零件,经过原来的敏化和活化溶液处理后,零件表面能变为棕褐色,说明敏化液和活化液未失效,应检查化学镀铜液。在检查化学镀铜液时,先检查溶液的pH值和温度,将溶液的pH值调至12左右,温度控制在30℃左右,再补充适量的甲醛后进行试镀,若零件上仍不能沉积上铜层,则应从化学镀铜液的颜色(颜色浅)或成分分析,判断镀液中硫酸铜含量是否偏低,如果含量偏低,应补充适量的硫酸铜主盐。经过这样的分析和处理,可以消除零件镀不上铜的现象。

2.化学镀铜时。零件表面局部镀不上铜层零件局部镀不上与完全镀不上是不同的,出现这种故障的原因是:零件表面局部镀不上可能是除油不彻底;粗化不良;敏化或活化时间不够;塑料零件本身有应力或化学镀铜液成分失调等。零件除油不彻底造成的镀不上仅发生在少数零件和零件的局部位置上,不会所有的零件表面都有油,因此,出现这种故障的现象是少数的,可以采取良好的除油措施消除;若塑料本身有应力引起的镀不上通常出现在零件的相似的部位,可以采取将少量零件经热处理去应力后,再按常用的粗化、敏化、活化和化学镀铜进行检查排除这种故障;化学镀铜液成分失调通常表现为沉铜速度慢。如果在化学沉铜时,塑料件表面在5min之内开始沉铜,那就不是镀铜液成分失调的问题;若化学镀铜时,塑料件零件表面在15min以上还没有铜层,那就可能是化学镀铜液的pH值太低、温度低、甲醛含量低、硫酸铜含量低或络合剂含量太高的原因,可以采取分析溶液按比例进行调整消除这种故障。另外,粗化溶液中铬酸含量不足,粗化温度过低或时间太短也会出现粗化不良,导致零件局部表面镀不上铜。

不同的塑料需要采用不同的粗化温度和时间,大多数国产的ABS塑料,粗化温度只需在60℃~65℃,时间为20min~30min就可以了,粗化温度再高,容易造成粗化过度,使塑料零件变形。但日本的电镀级ABS塑料,用60℃~65℃温度就显得有点太低,容易造成零件粗化不良,一般以70℃~75℃粗化为好。当然还要看零件是否变形,若容易变形的零件,粗化温度就应低一些,时间长一些。对于一些不易变形的零件,粗化温度可以高一些,时间短一些为好。有的厂在粗化时温度控制在82℃~85℃,而时间缩短为2min~5min,这样粗化的零件,化学镀铜后在电镀光亮铜时就亮得快,光亮度也好。因此,在粗化时,应根据不同的塑料材料,掌握好粗化溶液的温度和时间,以防止出现粗化不良造成的电镀故障。某厂在塑料标牌电镀过程中,配套厂送来的塑料零件不是正规的注塑件,而是在注塑板上经过机械加工成形、表面抛光的零件,采用常规的注塑零件电镀工艺进行电镀。结果发现该零件在粗化前外表都很正常,但一经化学粗化工序,零件表面就出现几处发黄的斑区,化学镀铜时该区的镀层就发黑,电镀后出现漏镀故障。尽管多次调整化学粗化工艺,延长消除内应力的热处理时间,加强化学还原工序,但收效甚微。经对塑料毛坯件制作工艺进行调查,了解到制作毛坯的ABS注塑板,因注塑机料膛清理不尽,注塑板上有少量黑色料的夹杂物。虽经机械加工和抛光,零件表面见不到缺陷了,但在粗化过程中由于该区内应力较大,很容易粗化过度,形成微细裂纹或疏松。这样就在活化工序中除了发生反应还有一部分未反应的溶液渗透在裂纹中,虽经水洗、甲醛还原也不能完全清除。以至使化学镀铜不能按正常反应过程进行,并且在该区形成黑色不导电的Cu20层,造成局部漏镀现象的发生。后经该厂改用化学镀镍工艺进行塑料零件的金属化,就避免了上述故障的出现。这是因化学镀镍液中还原剂(次亚磷酸钠)的还原能力远远大于化学镀铜溶液中的甲醛,从而消除了这种故障。

还有,敏化和活化的时间不够,往往也会出现塑料零件局部镀不上铜的现象,有时经一次敏化和活化的塑料零件,在局部没有形成起活化的银原子,这样就会出现局部镀不上铜的现象。为了消除这类故障,可以在第一次敏化和活化后,水洗后再重复进行第二次敏化和活化处理,甚至进行第三次、第四次敏化和活化处理,使粗化过的塑料零件,表面各个部位都有起催化作用的银原子,从而消除零件局部镀不上铜的现象。

3.镀层与塑料结合力差塑料零件镀层结合力差是一个常见的故障现象,一般出现这种故障的原因是:塑料零件表面除油不彻底;塑料注塑成型条件不当;表面粗化不够充分或粗化过度;化学镀铜液中有油等都会引起镀层的起泡、脱皮等故障。一般零件除油不彻底是偶然的少数现象,可以用加强镀前除油措施来避免这种故障情况;注塑成型条件不当造成的镀层结合力不好往往出现在每个零件相同的部位,而且会有很多零件都有这种故障现象,是否这种原因可以取少量零件,放在烘箱中去除应力后,再经粗化、敏化、活化和化学镀铜,以及电镀后观察镀层结合力是否良好。零件粗化不够充分产生的镀层结合力不好往往出现在零件的凹面上,若将镀层剥离,则这些部位的塑料表面通常较光滑,而粗化过度造成的镀层结合力不好则较多出现在零件的尖端和边缘,剥去镀层后这些部位呈现出粗糙的外观。

检验粗化是否恰当的办法是将粗化过的零件放在太阳光下或放在烘箱中干燥,若干燥后的表面发白,零件的尖端和边缘出现细粉状的物质,这种粉状物用手能揩去,则表明这些零件已粗化过度,应降低粗化温度或缩短粗化时间。若干燥后的零件表面,有少数部位发白,大部分表面仍是塑料的本色,则表明粗化不够充分,应提高粗化温度或延长粗化时间。

究竟选用什么样的粗化温度和时间?最好取少量零件,分批在不同的粗化温度和时间下进行试验,找出使粗化过的零件既能亲水,又能在干燥后表面呈现均匀发白而无粉状物存在时的粗化温度和时间,然后以控制在这样的温度和时间下进行粗化为好。采用空气搅拌对改善化学镀铜层的结晶组织,减少铜粉,延长镀铜液的使用寿命都有一定好处,化学镀铜依靠搅拌改善镀层结晶和延长镀液寿命的机理是可以帮助快速除去镀液中反应产生的氢气,起到了镀液中的第二种还原剂的作用,但是它的存在会导致局部镀液的活性过强;另外要严格净化搅拌通人的空气,否则,若把空气压缩机中的油带入镀铜液中,将会使镀铜层粗糙、疏松,结合力不好。因为化学镀铜液呈碱性,若进入镀铜液的油为皂化油,则就会发生皂化反应而生成皂和甘油,若进入溶液的为非皂化油,那么在长时间的空气搅拌下会部分乳化,从而使镀铜液中出现泡沫。因此,当观察到镀铜液中有泡沫产生,同时又发生铜层粗糙、疏松,结合力不好时,就应检查通人镀铜液的空气是否有油,如果有油,就要加强空气净化,另外还要对镀铜液进行活性炭处理,以除去油污,消除镀层结合力不好的故障。

检查塑料零件镀层结合力可以采用划格法,即用锋利刃口间距lmm纵横互划l0条,划痕必须露出塑料基体,再用规定的胶粘带压粘,在拉开胶粘带时镀层至少有90%不脱落或完全没有镀层粘落为合格。另外也可采用热循环试验来考核塑料零件镀层的结合力,一般要求将塑料镀件置于-30℃下lh,然后在室温下放置1h,接着在70℃下lh,最后到室温lh为一个循环,具有高结合性能的要求是经过4个循环镀层不能有起泡为合格。

4.镀铜层上有深褐色粉末出现这种故障的原因是:化学镀铜时零件装载过多;粗化过度;镀铜液的pH值或温度过高;铜盐含量过高且络合剂含量太少;还原剂含量过多或镀铜液被活化液沾污等。分析和处理这类故障时,要先检查零件的化学镀的装载量是否过多,如果装载量确实过多,则要减少化学镀铜的零件数量,看看这种故障能否消除;再采取缩短化学粗化时间来检查塑料零件粗化是否过度,如不是上述原因,就要检查化学镀铜溶液。

一般讲,镀铜溶液被活化液污染与化学镀铜液成分及操作条件失常是不同的,后者通常使镀铜速度加快,速度过快而导致形成深褐色粉末状的铜层,假如化学镀铜的速度并不快,那就有可能是活化液污染引起的。从化学镀铜液成分及操作条件失常引起这类故障发现,化学镀铜液的pH值太高就容易出现这类故障,所以生产中需要严格控制化学镀铜液的pH值(在12左右),千万不要为了追求较快的镀铜速度,而把化学镀铜溶液的pH值提得较高。若把化学镀铜溶液的pH值控制在12左右仍出现深褐色粉末状的铜层,那就有可能是化学镀铜液中需要补充络合剂了,也可以适当稀释镀液,使化学镀铜液的温度控制在30℃以下。这些措施都有利于排除这种故障。

5.化学镀镍层上有黑色粉末出现这种故障的原因主要是:化学镀镍液的温度高或镀液的pH值过高、化学镀镍液中硫酸镍和次亚磷酸钠含量过高等。这些因素会使化学镀镍溶液的反应剧烈,导致溶液迅速分解,使溶液中产生固体镍微粒,而这些微粒的夹人就成了镀镍层中的黑色粉末。排除这类故障的方法是:先需要控制镀液的pH值和镀液温度,再分析调整溶液成分,然后过滤化学镀镍溶液中的固体微粒。

6.塑料镀层(铜或镍)的麻点塑料零件表面镀层的麻点主要来源是:基体材料、化学镀前工序、镀铜和镀镍等方面。塑料零件基体上的小孔和小点、夹杂等都有可能引起镀层麻点;粗化时从零件表面有小点不润湿、活化到化学镀后造成的无镀层小点,再后电镀就形成了麻点;而这些麻点是以凹坑的形式存在的。消除这个环节产生的麻点就是加强基体材料的镀前检查和化学镀前工序的处理。塑料零件在化学镀后电镀铜和电镀镍工序也是容易出现麻点的环节,镀铜使用的含磷阳极板,如果含磷量低或者太高,导致阳极溶解不正常,容易产生氧化亚铜颗粒,而导致镀铜层出现麻点。还有镀液中光亮剂失调或者光亮剂分解产物等都会造成镀层麻点,这些都要严格控制,从而消除电镀铜层的表面麻点故障。电镀镍层出现麻点与镀镍液中铁杂质、光亮剂分解产物、镀液pH值、润湿剂不足、镀液中的固体颗粒等有关,同样需要按照第4章中的方法进行这种镀层麻点故障的排除。(文章来源于网络)