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电镀级特种尼龙的特点及应用

一、塑料电镀


1. 现状


与金属制件相比,塑料电镀制品不仅可以实现很好的金属质感,而且能减轻制品重量,在有效改善塑料外观及装饰性的同时,也改善了其在电、热及耐蚀等方面的性能,但电镀用塑料材料的选择却要综合考虑材料的加工性能、机械性能、材料成本、电镀成本、电镀的难易程度以及尺寸精度等因素。而塑料因其结构上的优势,不仅具有优良的综合性能,易于加工成型,而且材料表面易于侵蚀而获得较高的镀层结合力,所以目前在电镀中应用极为普遍。


塑料的种类很多,但并非所有的塑料都可以电镀。有的塑料与金属层的结合力很差,没有实用价值;有些塑料与金属镀层的某些物理性质如膨胀系数相差过大,在高温差环境中难以保证其使用性能。目前用于电镀最多的是ABS,其次是PP。另外PSF、PC、PTFE等也有成功电镀的方法,但难度较大。


尼龙材料作为五大工程材料之一,具有极为优秀的机械性能,但一直不能大量用于电镀,让整个材料界都耿耿于怀。

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图 塑料电镀基本原理


2. 塑料电镀的主要流程如下:

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3. 塑料电镀常见问题

  • 缩水 :电镀后表面更亮,缩水印更加明显!

  • 飞边 :因为存在“尖端放电”现象,所有边角的膜厚都会比平面部分髙很多(可能髙达2〜5倍),所以,电镀后的飞边更加明显而且锋利。

  • 结合线 :非常轻微的结合线是可以被盖住的,但明显的结合线则没办法。

  • 流纹 :跟结合线差不多的情形。

  • 气孔(料没有烘干):电镀后起泡,而且附着力较差,甚至可能会掉皮。

  • 凸点 :因为存在“尖端放电”现象,凸点会变得更。大

  • 凹点 :—般情况下,凹点在电镀后会变小一些,但看起来可能更明显。

  • 异色点 :基本上没有影响,除非是材质发生了改变。


4.一般电镀件的功能测试要求


1)附着力

常用百格测试法,一般要求在4B(边角脱落5%以内),最低3B(边角脱落 15%以内,且没有整格脱落)

影响附着力的主要因素:

  • 料温:一般规律,ABS在料温250℃左右的附着力最佳。

  • 压力/速度:内应力明显的位置,附着力比较差

  • 油污:表面最好不要有油,最好不要用脱模剂

  • 电镀粗化:温度偏低或粗化时间过短,粗化时间过长也不行

  • 化学镀镍后放在空气中时间较长,化学镍被氧化,导致铜层附着不良

  • 敏化/活化不良:会导致化学键镍不良


2)耐摩擦

RCA试验机,175g,300次。如果铬层膜厚达到0.1um以上,耐磨擦几乎 不会有问题。


3)硬度

铅笔硬度计,Mitsubishi铅笔,一般要求2H(六价铬)、1H(三价铬)

影响硬度的主要因素:

  • 素粉本身的硬;

  • 镀层的厚度(硫酸铜比较软,焦磷酸铜比较硬,铬层最硬)


4)盐雾试验

5%NaCl溶液,35℃, 24H/48H/72H

六价铬基本上没问题,但三价铬不容易通过测试

  • 三价铬药水和工艺的历史比较短,稳定性略有不足,目前在持续改善中。即使是暴露在空气中,

如果时间长了,也会因为氧化原因导致表面变黄、变暗。


5)恒温恒湿试验

高温80℃/95%RH/48H,低温-40℃/48H

一般较少出问题,可能出现的问题是起泡

  • 主要跟粗化效果有关,有时候也会因为化学镀镍后放在空气中被氧化,导致铜层附着不良。


6)冷热冲击试验

髙温85℃/0.5H,低温-40℃/0.5H,温度转换时间在5分钟内完成, 20Cycles(不同客户有不同规格)

大多数都不做这项测试,因为设备比较贵。


二、新型电镀级尼龙材料特点介绍


1. 电镀技术应用广

即可以用尼龙电镀技术电镀,也可用ABS电镀技术电镀


2. 电镀成本低

尼龙专用电镀成本约2.5元/dm2,而新材料的用ABS电镀,成本只有1.2元/dm2。电镀装饰件电镀成本约占产品成本的55%,因此可以给产品节约成本20%以上。


3. 品质稳定

成型过程中没有ABS材料的表面应力,结构应力的问题。减少镀层起泡的风险,在特殊结构产品应用较好。


4.强度高

拉伸强度,弯曲模量是ABS的2倍


5. 耐温性高

150度以上的热变形温度


6. 材料吸水率低

一般电镀级尼龙吸水率高,不适合用于潮湿环境。


7. 良品率高

一般尼龙电镀良品率较低,本材料用成熟的电镀工艺处理,良品率高。


与ABS对比:解决一些ABS强度不够,以及在电镀时温度过高造成变型问题


与普通电镀级PA对比:可电镀性高,不需要重新建专用电镀线

  • 普通电镀级PA需要采用特殊药水,特殊工艺,成本非常高,产品低,良品率低,甚至要建专用尼龙电镀线。

  • PANT I10M40,最常见的普通ABS电镀线即可,采用ABS电镀工艺,成本低,产量高,良品率高


与锌合金,铜等金属对比:设计自由度高,加工容易,效率高成本低

  • 金属部件加工成复杂形状时加工工艺复杂,难度高,成本高,效率低,设计时结构受较大限制。

  • PANT I10M40采用模具注塑生产,任意成形,难度低,成本低,效率高,设计时自由度高。


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三、注塑成型加工注意事项


1、原材料须按工艺要求充分干燥,不能有水份,否则注塑后表面会有银纹。

2、注塑温度、压力、时间等符合工艺参数要求,注射速度应严格控制,过快的注射速度会导致镀层与基体的附着力差(电镀件的注射速度控制在15%-35%之间)

3、注塑过程中,不能使用脱模剂,特别是含有硅油类的脱模剂,否则会影响镀层的附着力。

4、中间停机后应清料,避免原料在螺杆中由于停留时间过长降解而造成注塑产品脆性。

5、注塑成型的零件表面不得抛光和打磨,以免影响镀层与基体的附着力。操作工在注塑的过程中,必须带棉质的干净的手套,避免注塑成型后的产品表面被污染。

6、内应力控制:产品不允许存在较大内应力,注塑成型后应进行内应力检测(使用冰醋酸浸泡法:将零件浸泡于浓的冰醋酸中1-2分钟,拿出用水冲洗,然后观察表面有无变化)。


四、可应用领域

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