分析ABS电镀工艺及其常见问题

来源：塑胶五金网发布时间：2014-07-25 08:51:37点击率：

　　ABS电镀工艺及其常见问题分析

　　塑料电镀可以使塑料制品表面具有金属光泽，美观，起到装饰作用;提高制品表面的机械强度，延长使用寿命;使塑料制品对光和大气等外界因素具有较高的稳定性，不易老化;使塑料具有导电、导磁和可焊接性。塑料电镀制品可用于航空航天、造船、汽车、电子电器、建筑装饰、玩具和生活用品等行业，用途十分广泛。可用于电镀的塑料包括：ABS、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龙、聚苯乙烯和酚醛玻璃纤维增强塑料等，其中以ABS用量大，工艺成熟，电镀效果。

　　ABS是无定形高分子材料，外观呈象牙色，不透明，无臭无味，无毒，具有极好的电镀性能，是极好的非金属电镀材料，其镀层与基材的粘接力比其它塑料要强。ABS塑料中丁二烯的含量对电镀效果有很大影响，一般用于电镀的ABS，其丁二烯质量分数不能低于10%，一般应在18%～24%。电镀过程中，ABS中丁二烯形成的弹性体相(也称橡胶相)被浸蚀而形成许多在电镀时能产生“投铆”作用的孔洞，这种瓶颈锁扣形孔洞可大大增强镀层的结合力[1-2]。通过红外光谱检测发现，化学粗化过的ABS塑料表面存在活性基团如—COOH、—CHO、—OH、—SO3H等极性基团，这些极性基团能与金属镀层产生化学结合力，从而提高了镀层的结合强度[1，3]。

　　1.ABS塑料电镀主要工艺流程

　　ABS塑料电镀的主要工艺流程依次为：除油、粗化、敏化、活化、化学镀、电镀、镀镍、镀铬、成品。以上操作中电镀操作前的五步为化学镀工艺，从电镀操作开始，为常规电镀工艺。

　　1.1除油

　　除油的主要目的是脱脂去油，同时降低其表面张力，赋予其表面亲水性。制件在加工或者运输过程中，难免沾到油污、脱模剂和一些杂物，这些影响后续操作的因素必须通过除油操作去除。除油操作对促使粗化均匀、提高镀层结合力、延长粗化液的使用寿命均有一定的作用[4]。

　　目前多数使用碱性或酸性去油剂进行除油，属于化学除油，前者含有苛性钠、磷酸三钠、碳酸钠和其它一些助剂，操作温度70℃左右，去油效率较高[5-7];后者含有铬酸盐，其去油后不必洗涤制品就可以直接放置于酸性的粗化液中。碱性和酸性去油剂作用时间约为3～5min.

　　有时除油后，还需用硫酸溶液来浸泡，进行表面调整。这是由于除油过程中的高温浸泡会使制品表皮部分含有的空气因膨胀而形成气泡，这样就会使粗化处理不够完全;同时由于去油剂的作用，会在制品表面生成硅酸、盐酸皮膜，或者由于表面活性剂与树脂的亲和力过强等，影响粗化处理的效果。表1为ABS制件碱性去油剂参考配方。

　　1234　在本页显示剩余内容

　　1.2粗化

　　粗化的目的是提高表面粗糙度，增大表面积，以增大金属镀层和塑料的结合力;使塑料表面由憎水变为亲水，各部分被水均匀润湿，以便均匀吸附金属离子[3-4]。粗化的方法有：机械粗化、溶剂溶胀粗化和化学粗化。

　　化学粗化是目前广泛应用的一种方法。它是用化学浸蚀剂使塑料表面粗糙，增加表面积和生成某些极性基团，使表面由憎水性变为亲水性[8]。

　　化学浸蚀液是一种强氧化剂溶液，如铬酸、硫酸、磷酸、硝酸、重铬酸钾等混合液。进行化学粗化处理时，浸蚀条件很重要。浸蚀时间短，孔洞不能完全形成，制件表面过于光滑，亲水性差，不利于吸附敏化剂和活化剂，会使化学镀失败;浸蚀时间长，化学粗化对制件表面有较强的破坏作用，有可能破坏基体，影响镀后外观，还会导致镀层剥离强度不足。一般浸蚀时间根据制品情况从几分钟到1h不等，浸蚀温度一般60℃左右。粗化后的工件应是无光亮、润湿(否则易露塑、结合力不良)，并无白色霜状[9]。到目前为止ABS制品广泛采用的化学粗化配方有2种：一种是CrO3—H2SO4—H2O浸蚀体系;一种是CrO3—H2SO4—H3PO4浸蚀体系，其中都含有六价铬成分，另外还可以加入一些助剂，以保证浸蚀的均匀性。ABS制件粗化处理条件见表2.

　　为了将在化学粗化过程中残存的六价铬清洗干净，需要使用中和剂对制件进行中和处理，否则无法使化学镀的引发顺利进行。中和剂的选用、用量和处理时间都对制件电镀性能有影响。也可将制件放入盐酸浴槽中浸渍[8]，使其六价铬还原为三价铬，然后用去离子水将制件冲洗干净。1.3敏化

　　敏化的目的是在制件表面吸附一层容易氧化的物质，以便在活化处理时可发生氧化还原反应，并在制件表面形成具有催化作用的贵金属薄膜[9-11]。

　　敏化剂是化学镀的引发剂，并能够促使镀层均匀沉积，提高沉积速度，增加覆盖能力，增大镀层与基体的结合强度。敏化剂是一种还原剂，当其附着在制件表面上时，能在活化液中把金属离子还原为金属原子。这些金属原子及其集合，在化学镀中起着十分重要的活化中心的作用，没有这些活化中心，化学镀很难进行。制件浸入化学镀溶液中，直到在镀层表面能观察到一层连续沉积层的这段时间，称为化学镀的诱导期。敏化剂的根本作用就在于缩短诱导期，保证化学镀的正常进行[4]。ABS制件敏化条件见表3.

　　常用和有效的敏化剂是氯化亚锡(SnCl2)溶液[12-13]，此外，钛、锆、钍的化合物也可作敏化剂材料。在用氯化亚锡配制敏化剂时，通常要加入盐酸和金属锡于溶液中，加盐酸的目的是防止SnCl2水解生成碱式氯化亚锡而使溶液浑浊，污染制件表面;加金属锡的目的是防止空气中的氧逐渐把溶液的二价锡氧化成为四价锡而使溶液失去敏化作用[14]。

　　1234　在本页显示剩余内容

　　1.4活化

　　活化的目的是在制件表面先生成一层金属膜(将具有催化性物质如金、铜吸附于敏感化的制件表面)，以此作为下一步化学沉积时的催化剂，利于化学镀[9，15]。

　　所谓活化处理，就是将吸附有还原剂的制件浸入含有氧化剂的溶液中。一般是浸入贵金属盐类水溶液，于是贵金属离子就被还原剂还原为贵金属，从而在制件表面上形成贵金属膜。这层贵金属可以起到活性催化的作用，也称催化膜，它可以加速化学镀的还原反应[4，16]。实践证明，金、银、铜、钯等金属都具有这种催化能力。

　　常用的活化剂是硝酸银溶液，氯化金、氯化钯也是极好的活化剂，但其成本较高。在硝酸银溶液中，制件表面的氯化亚锡与硝酸银发生氧化—还原反应使银呈一膜层被还原于制件表面上，这层对下一步导电层的沉积起引发、催化的作用。

　　实际应用的活化剂是将2g硝酸银(化学纯)溶于1000mg蒸馏水中，再滴入氢氧化氨使溶液成透明为止。活化处理温度为15～30℃，处理时间为1～3min.

　　需要注意的是，用胶体钯活化液活化后的工件，要清洗，而后解胶。解胶是为洗去包围着金属钯颗粒的四价锡，让金属钯裸露，以触发化学镀，也为防止残留锡浸入化学镀溶液[9，17-19]。

　　1.5化学镀

　　经过活化处理后的制件表面，已有一层银或其它金属膜，但因很薄，此时若浸入酸性溶液，银膜会剥落，故需先进行碱性化学镀铜，通过氧化还原反应，在工件表面镀上一层铜，以加强导电层，而后，可以在酸性介质中电镀[9]。化学镀是一种低温下的自动催化还原反应[20]。

　　常用的化学镀方法有化学镀铜、化学镀镍、化学镀银、化学镀铬。但常用的是化学镀铜。ABS制件碱性化学镀铜条件见表4.

　　化学镀完成后，进入常规电镀工艺，制件就可以像金属件一样进行电镀了。

　　2.ABS镀件常见质量缺陷的解决办法

　　(1)麻点。镀件表面的小凸点或小亮点，由固体杂质的小颗粒沉积在制件表面所致。其产生原因可能是电镀用水有杂质、不干净或电镀槽有固体杂质，建议电镀过程用去离子水并加强过滤效果;粗化过度也会造成麻点，应控制浓度—温度—时间之间的关系，防止粗化过度[21]。

　　(2)针孔。镀件表面的小凹点，主要由电镀过程中制件表面所吸附的氢气没有及时脱离而形成的。产生原因可能是电镀槽中空气搅拌不均匀，应改善空气搅拌，赶走制件表面吸附的氢气[22]。

　　(3)露塑。制件表面没有镀上，主要由前面化学镀没有沉积上，造成后面电镀不成功。产生原因可能是电镀槽被粗化液污染或者化学镀镍反应不够快，局部没有沉积上，应防止粗化液被带入后面的镀槽或者提高槽液浓度[3]。

　　(4)发黄。镀件表面局部颜色呈黄色。主要由于制件铬层(银白色)没有镀上而露出了镍的颜色(白中偏黄色)。产生原因是镀铬电流太小，应增大镀铬电流。

　　(5)烧焦。镀件尖角处突起或粗糙，主要由于电镀过程中制件局部的电流过大，镀层结晶粗糙引起，应降低电镀电流[23]。

　　(6)生锈。镀件表面被腐蚀、变色失去光泽，主要是镀件耐腐蚀性能不佳遭受腐蚀引起。产生原因可能是电镀挂具导电不良造成电镀膜厚度及微孔数不足或者环境中含有强腐蚀介质，如Cl、S等物质，应制作新挂具，改善工艺保证电镀层膜厚及微孔数并改善环境。

　　(7)起泡。镀件表面鼓出气泡，主要由电镀层与塑料层结合力不佳产生分离。产生原因可能是材料性能不佳或粗化过头或欠佳，应选用电镀级ABS或适当降低或提高粗化水平[24-25]。

　　1234　在本页显示剩余内容

　　3.结束语

　　要获得质量好的电镀制品，必须注意以下几个方面：电镀的每一步都要严格按照要求操作，粗化很关键，粗化的好坏直接关系到整个电镀过程的成败和电镀件的质量;要加强电镀各工序之间的清洗，清洗要用去离子水，不能把上一工序的杂质带入下一工序;定期检测槽液，保证各成份在合格的工艺范围内。

上一篇：ABS塑料分类介绍

下一篇：纳米复合镀技术的应用范围

转载请注明：转载自塑胶五金网技术频道 http://www.sjwj.com/Liter/
本文链接：http://www.sjwj.com/Liter/LiterDetail_28075.html
版权声明：1.塑胶五金网转载作品均注明出处，本网未注明出处和转载的，是出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性，您同意将自行加以判断并承担所有风险。 2.如转载作品侵犯作者署名权，或有其他诸如版权、肖像权、知识产权等方面的伤害，并非本网故意为之，在接到相关权利人通知后将立即加以更正。联系电话：15014822798
投稿声明：可将稿件直接发至邮箱：234145668@qq.com（主题注明“投稿”），也可直接联系