ABS塑料電鍍層結(jié)合力差的原因分析

2011-04-19

                                      ABS塑料電鍍層結(jié)合力差的原因分析
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    一般而言，造成ABS塑料電鍍層結(jié)合力差的原因大致有4個(gè)方面：
    (1)塑料基體狀態(tài)不良。
(2)注塑成型參數(shù)欠佳，塑件內(nèi)應(yīng)力集中。   
(3)電鍍前處理不合理。
(4)相鄰鍍層的表面活性差。
此外，鍍層結(jié)合力測(cè)試方法不當(dāng)也容易造成誤判。

2．1 ABS塑料基體狀態(tài)的影響
    ABS塑料基體狀態(tài)不良主要是指ABS塑料聚合體中8組分的B粒子(丁二烯)含量低于l8％或高于23％，及其分布不均勻。
在化學(xué)粗化過程中，B粒子被溶去而AS骨架基本上不受腐蝕，故塑料表面形成了細(xì)密的顯微凹坑，金屬在這些凹坑中形成無數(shù)小按扣而產(chǎn)生鉚合效應(yīng)。B粒子含量偏少且粒大稀疏，或其含量過多且過于致密，都會(huì)導(dǎo)致塑件表面鍍層鉚合效應(yīng)低，鍍層與塑件附著力差。選用不同品牌的ABS塑料在相同條件下電鍍半光鉻后做百格測(cè)試，并參照ASTM D 3359—1997進(jìn)行評(píng)級(jí)，結(jié)果如表1所示。半光鉻電鍍工藝為：前處理一表面金屬化一焦銅(3 min)一清洗一活化一清洗一半光鎳(3～5 min)一清洗一活化一清洗一鍍鉻(2～3 min)。 

表1在相同的電鍍條件下，不同牌號(hào)的ABS塑料上半光鉻鍍層的結(jié)合力
Table l Adhesion strength of semi-bright chromium coatings  to ABS plastics of different designations under identical electroplating conditions
 
由表1可知，不同ABS塑料上鍍層的結(jié)合力差異很大，在以ABS727和ABS3001M塑料注塑成型的鍍件上制備的鍍層結(jié)合力較好。此外，如果ABS塑料成型后的表面應(yīng)力集中，未釋放而直接電鍍，也會(huì)造成鍍層結(jié)合力差。
2．2 ABS塑料成型參數(shù)的影響
 
塑料成型時(shí)，適當(dāng)升高熔融溫度和減慢注塑速度都有利于提高塑件與電鍍層之間的結(jié)合力。采用ABS T-700-727塑料，以HTF86T機(jī)型分4套工藝參數(shù)注塑手機(jī)快門鍵，然后在相同的工藝條件下電鍍光鉻，所得鍍層的百格測(cè)試結(jié)果列于表2。

表2 ABS塑料成型工藝參數(shù)對(duì)電鍍光鉻層結(jié)合力的影響

Table 2 Effects of molding process parameters of ABS plastic on adhesion strength of electroplated bright chromium coating
 
    由表2可知，熔融溫度高、注塑壓力低、模溫高以及注塑慢，都有利于獲得結(jié)合力良好的電鍍層。但是，注塑時(shí)模溫高于90℃易造成注塑件縮水變形，出模時(shí)易粘模；另外，注塑速度也要適當(dāng)，若注塑時(shí)間長于10 S，則易出現(xiàn)夾水線，表面發(fā)朦，光澤度差。因此，要謹(jǐn)慎調(diào)整注塑參數(shù)。
 
此外，ABS塑件成型幾何形狀復(fù)雜、壁薄或厚度不均，即使采用較佳的、穩(wěn)定的注塑工藝，也難避免局部應(yīng)力集中。電鍍時(shí)，塑料與電鍍層之間的結(jié)合力在壁厚不同的部分有差異。一般而言，塑件的壁越厚，鍍層結(jié)合力越好[1]；壁薄的塑件表面應(yīng)力易集中，電鍍層的結(jié)合力較差。
2．3電鍍前除油與粗化工序的影響
 
    塑件表面有脫膜劑或油脂污染時(shí)，若除油不凈，則粗化液不能直接到達(dá)塑件表面對(duì)其進(jìn)行粗化。ABS塑件經(jīng)除油后，在鉻酸與硫酸混合粗化液中若腐蝕過度，塑件表面潰爛，不能形成形狀規(guī)則的凹坑。所以，粗化不足或過度都會(huì)使鍍層結(jié)合力變差[2]。造成粗化效果不良的原因有以下幾點(diǎn)：
 
    (1)化學(xué)粗化中鉻酸與硫酸的比例失調(diào)或偏低，粗化液中三價(jià)鉻含量偏高。
 
(2)粗化時(shí)間過短或過長。
  
(3)粗化溫度過低或過高。
   
(4)粗化液受到污染。長時(shí)間使用后，粗化液中溶解的丁二烯膠物過多，其吸附于塑件表面會(huì)阻礙粗化。
2．4電鍍層之間表面狀態(tài)的影響
 
    塑件表面的活性是鍍層結(jié)合力的關(guān)鍵，尤其是鍍層與鍍層之間的表面活性要求更高。鍍層表面活性好，則鍍層與鍍層之間張力小，其結(jié)合力好。導(dǎo)致鍍層之間表面狀態(tài)差的原因有：
 
    (1)化學(xué)沉鎳后酸活化不當(dāng)。
 
(2)酸銅與半光鎳之間活化(微蝕)不夠。

(3)帶電臂導(dǎo)電不好導(dǎo)致二次放電。
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