塑料加工工藝影響塑料電鍍的因素分析

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2007-12-21 19:54:08點擊率：

塑料電鍍是隨著塑料的廣泛應(yīng)用發(fā)展起來的一種電鍍工藝。它不僅能節(jié)省大量的金屬材料,減少繁雜的加工工序,減輕設(shè)備重量,還能有效地改善塑件的外觀及電、熱等性能,提高其表面機械強度等。因此在電子工業(yè)、國防科研、家用電器乃至日用品上獲得了日益廣泛的應(yīng)用[1]。塑料電鍍質(zhì)量的好壞,不僅與電鍍工藝及操作密切相關(guān),與塑件設(shè)計、選材、模具設(shè)計、塑件成型工藝、塑件后處理等因素也有很大的關(guān)系。本文主要論述了影響塑料電鍍質(zhì)量的塑料工藝因素。影響塑料電鍍質(zhì)量的塑料工藝因素很多,如塑件選材不當(dāng)、造型設(shè)計不合理、模具設(shè)計不合理、注射機選用不當(dāng)、成型工藝條件不正確等。各種因素還有可能交織在一起對塑料電鍍產(chǎn)生影響。

1　塑件選材塑料的種類很多,但并非所有的塑料都可以電鍍。有的塑料與金屬層的結(jié)合力很差,沒有實用價值;有些塑料與金屬鍍層的某些物理性質(zhì)如膨脹系數(shù)相差過大,在高溫差環(huán)境中難以保證其使用性能。目前用于電鍍多的是ＡＢＳ,其次是ＰＰ。另外ＰＳＦ、ＰＣ、ＰＴＦＥ等也有成功電鍍的方法,但難度較大。

2　塑件造型設(shè)計在不影響外觀和使用的前提下,塑件造型設(shè)計時應(yīng)盡量滿足如下要求。
(1)　金屬光澤會使原有的縮癟變得更明顯,因此要避免制品的壁厚不均勻狀況,以免出現(xiàn)縮癟,而且壁厚要適中,以免壁太薄(小于1.5ｍｍ),否則會造成剛性差,在電鍍時易變形,鍍層結(jié)合力差,使用過程中也易發(fā)生變形而使鍍層脫落。
(2)　避免盲孔,否則殘留在盲孔內(nèi)的處理液不易清洗干凈,會造成下道工序污染,從而影響電鍍質(zhì)量。
(3)　電鍍工藝有銳邊變厚的現(xiàn)象。電鍍中的銳邊會引起放電,造成邊角鍍層隆起。因此應(yīng)盡量采用圓角過渡,圓角半徑至少0.3ｍｍ以上。平板形塑件難電鍍,鍍件的中心部分鍍層薄,越靠邊緣鍍層越厚,整個鍍層呈不均勻狀態(tài),應(yīng)將平面形改為略帶圓弧面或用桔皮紋制成亞光面。電鍍的表面積越大,中心部位與邊緣的光澤差別也越大,略帶拋物面能改善鍍面光澤的均勻性[2]。
(4)　塑件上盡量減少凹槽和突出部位。因為在電鍍時深凹部位易露塑,而突出部位易鍍焦。凹槽深度不宜超過槽寬的1/3,底部應(yīng)呈圓弧。有格柵時,孔寬應(yīng)等于梁寬,并小于厚度的1/2。
(5)　鍍件上應(yīng)設(shè)計有足夠的裝掛位置,與掛具的接觸面應(yīng)比金屬件大2～3倍。
(6)　塑件的設(shè)計要使制件在沉陷時易于脫模,否則強行脫模時會拉傷或扭傷鍍件表面,或造成塑件內(nèi)應(yīng)力而影響鍍層結(jié)合力。
(7)　當(dāng)需要滾花時,滾花方向應(yīng)與脫模方向一致且成直線式.滾花條紋與條紋的距離應(yīng)盡量大一些。
(8)　塑件盡量不要用金屬鑲嵌件,否則在鍍前處理時嵌件易被腐蝕。
(9)　塑件表面應(yīng)保證有一定的表面粗糙度。

3　模具設(shè)計與制造為了確保塑料鍍件表面無缺陷、無明顯的定向組織結(jié)構(gòu)與內(nèi)應(yīng)力,在設(shè)計與制造模具時應(yīng)滿足下面要求。
(1)　模具材料不要用鈹青銅合金,宜用高質(zhì)量真空鑄鋼制造,型腔表面應(yīng)沿出模方向拋光到鏡面光亮,不平度小于0.2μｍ,表面鍍硬鉻。
(2)　塑件表面如實反映模腔表面,因此電鍍塑件的模腔應(yīng)十分光潔,模腔表面粗糙度應(yīng)比制件表面表面粗糙度高1～2級。
(3)　分型面、熔接線和型芯鑲嵌線不能設(shè)計在電鍍面上。
(4)　澆口應(yīng)設(shè)計在制件厚的部位。為防止熔料充填模腔時冷卻過快,澆口應(yīng)盡量大(約比普通注射模大10%),采用圓形截面的澆口和澆道,澆道長度宜短一些。
(5)　應(yīng)留有排氣孔,以免在制件表面產(chǎn)生氣絲、氣泡等疵病。
(6)　選擇頂出機構(gòu)時應(yīng)確保制件順利脫模。4　注射機選用注射機選用不當(dāng),有時會因為壓力過高、噴嘴結(jié)構(gòu)不合適或混料使制件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,從而影響鍍層的結(jié)合力。

5　塑件成型工藝注塑制件由于成型工藝特點不可避免地存在內(nèi)應(yīng)力,但工藝條件控制得當(dāng)就會使塑件內(nèi)應(yīng)力降低到小程度,能夠保證制件的正常使用。相反,如工藝控制不當(dāng),就會使制件存在很大的內(nèi)應(yīng)力,不僅使制件強度性能下降,而且在儲存和使用過程中出現(xiàn)翹曲變形甚至開裂[3],從而造成鍍層的開裂,甚至脫落。所以工藝參數(shù)的控制應(yīng)使制件內(nèi)應(yīng)力盡可能小。要控制的工藝條件有原材料干燥、模具溫度、加工溫度、注射速度、注射時間、注射壓力、保壓壓力、保壓時間、冷卻時間等。

5.1　原材料干燥用于電鍍制件的原材料應(yīng)充分干燥,以免在注射成型時制件表面產(chǎn)生氣絲、氣泡等,影響鍍層的外觀與結(jié)合力。干燥方法以真空干燥。

5.2　模具溫度模具溫度視具體情況而定。模具溫度高,樹脂流動性好,制件殘余應(yīng)力小,有利于提高鍍層結(jié)合力,但模具溫度過高時不利于生產(chǎn)。模具溫度過低,易形成兩夾層,以致電鍍時金屬沉積不上。

5.3　加工溫度提高加工溫度可降低取向應(yīng)力,但同時會使因收縮不均而產(chǎn)生的體積溫度應(yīng)力增加,同時也使封口壓力升高,需延長冷卻時間才能順利脫模。因此加工溫度既不能太低,也不能過高。噴嘴溫度要比料筒的溫度低一些,以防塑料流延。要防止冷料進(jìn)入模腔,以免制件產(chǎn)生包塊、結(jié)石之類疵病而造成鍍層結(jié)合不牢。

5.4　注射速度、注射時間和注射壓力注射速度宜慢,注射壓力不宜過大,注射時間也宜短一些,目的是減少殘余應(yīng)力。

5.5　保壓壓力和保壓時間冷卻過程中的熔體在外壓作用下產(chǎn)生的總變形中,有相當(dāng)一部分是彈性的,故使熔體在高壓下冷凝會在制件中產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力和大分子取向。壓實后立即降壓或補料過程中分步降壓有利于大分子解取向。所以適當(dāng)降低保壓壓力和縮短保壓時間有利于內(nèi)應(yīng)力的降低,從而有利于提高塑件鍍層的結(jié)合力。

5.6　冷卻時間冷卻時間的控制應(yīng)使啟模前模腔內(nèi)的殘余應(yīng)力降到很低或接近于零。冷卻時間過短,強制脫模,會使制件產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力。但冷卻時間也不宜過長,否則不但生產(chǎn)效率低,還會由于冷卻收縮使制件內(nèi)外層之間產(chǎn)生拉應(yīng)力。這兩種極端情況都會使塑件的鍍層結(jié)合力降低。

5.7　脫模劑的影響對于電鍍塑件不用脫模劑。不允許用油類脫模劑,以免引起塑件表層發(fā)生化學(xué)變化而改變其化學(xué)性能,從而導(dǎo)致鍍層結(jié)合不良。在必須使用脫模劑的情況下,只能用滑石粉或肥皂水脫模。

6　塑件后處理對電鍍的影響由于注塑條件、注射機選擇、制件造型設(shè)計及模具設(shè)計的原因,都會使塑件在不同部位不同程度地存在內(nèi)應(yīng)力,它會造成局部粗化不足,使活化和金屬化困難,終造成金屬化層不耐碰撞和結(jié)合力下降。試驗表明,熱處理和用整面劑處理都可有效地降低和消除塑件內(nèi)應(yīng)力,使鍍層結(jié)合力提高20%～60%[4]。此外,成型后的塑件應(yīng)專門包裝、隔離,嚴(yán)禁碰傷、劃傷表面,以免影響電鍍外觀。檢驗時檢驗員應(yīng)戴脫脂手套,防止污染鍍件表面,影響鍍層結(jié)合力。

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