影响汽车电镀件镀层结合力的原因分析

收稿日斯：２０１３—０５—１７
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・５７・
万方数据
４ ２ ０ ８ ６
∞
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一Ｅ３／弓／ｒ、选磊
４
２ ００｛ ０＋
Ｎ６０／ｐ．ｍ铜层：
ｔ
一一一一。—。‘１‘‘。。—。—一～ ５ ４０‘６．５０｝３ ９０
Ｏ ６０ １２．４０ １１．２０
ｔ组｛２组；３组
４组
４．２０ １０．９０
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内应力释放后，电镀件扭曲变形，导致镀层也随着零 件拉伸或压缩。在这个过程中，由于镀层与基体的 收缩率不一致，铜层的线性热膨胀系数为
１７
ｉＪＪｎｖ＇ｍ／＜Ｃ，ＡＢＳ为不小于７５“ｍ／ｍ／ｏＣ，镀层的
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收缩率要明显小于ＡＢＳ的收缩率。所以镀层会阻 碍零件内应力的释放，镀层在内应力的作用下起皱 或出现细小裂纹，基体与镀层脱开，结合力变差。
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万方数据
２．２
１
试验材料与方法
实验材料和仪器：ＡＢＳ基材电镀完成以后，在
零件上取样截取截面７６ ｍｍ（长）ｘ２５ ｍｍ（宽）的
长条形截面式样做试验。试样的电镀工艺必须和 最终产品的电镀工艺完全一致。仪器要求：剥离
速度１００ ｍｍ／ｍｉｎ，使用的力的范围：５—２００ Ｎ，测
电镀粗化 电镀粗化的作用是把ＡＢＳ当中的丁二烯析
加紧密的吸附在基材上，而且这种正向应力会随 着铜层厚度的增加而增大，随着铜层厚度的增加， 镀层本身的强度也得到增强，在基体与镀层剥离
时，剥离时起作用的镀层与基体上的锚结点也多， 剥离力也就越大。实验数据（见图１）很明确地表 明了这点。可以看到１２０“ｍ铜层厚度电镀件的 剥离力差不多是６０¨ｍ相同零件的２倍之多。
种里面大，开口小的结构。镀层剥离时需要克Ｈ艮／Ｊ＇
开口的阻力作用，增强了镀层与基体之间的结合
力使其不易于基体脱离。
橡胶
铡形截删。二紫朗的
镀怯结仓ｊ３
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较然瓣形
橡胶
图４基体表面结构
２．３零件应力
零件表面应力：零件填充时由于靠近模具端 的料流速度比中间层的速度慢，特别在填充速度
ｊ－．烯片状分布 ｒ：烯圆孔分布
图２于二烯分布图
（２）粗化的程度：粗化不完全或过渡粗化都会 导致结合力差（见图３）。粗化不完全导致吸附的
钯的数量少，ＡＢＳ表面缺乏能吸附钯的位置且锚 合点不足；过度粗化使ＡＢＳ表面疏松，因而使机械
强度溅弱。这两种情况都会导致镀层与基体的结 合力差。 （３）基体表层结构：镀层与基体结合力的大小 与ＡＢＳ基体中丁二烯的分布形式有很大的关系 （见图４），理想形态的丁二烯是呈圆形均匀分布
ｍｏｌｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｐｌａｔｉｎｇ ｐｅｅｌｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｓｉｚｅ ｉｓ ｔａｋｅｎ
ａｓ
ａｎ
ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎｄ
ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｏａｔｉｎｇ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ａｂｏｖｅ ｉｓ ｅｘｐａｔｉ— ａｔｅｄ．
［１］胡如南，陈松祺．实用镀铬技术［Ｍ］．北京：国防工业出 版社，２００５． ［２］王桂香，韩家军，李宁．塑料表面直接电镀［Ｊ］．电镀与 精饰，２００５，２７（２）：２０－２３． ［３］王福裘．塑料电镀中两种粗化方法的比较［Ｊ］．白云科 技，１９９０（３）：４．７． ［４］ 王桂香，李宁，黎德育．粗化液中钯离子对ＡＢＳ塑料直
很快时，在料流的作用下，零件外表面会呈现高剪 切应力。零件表面由于和模具接触冷却速度较 快，在快速的冷却时，这种应力也在冷却的过程中 被保留在外表面。零件粗化时，由于丁二烯析出， 原本还算稳定的结构被破坏，应力部分被释放出
来，使部分本是圆形的孔洞在应力释放时被拉长 或破坏。导致最终的粗化效果不佳（见图５）。 零件内应力：零件如果存在较大的内应力，在
２）。有的呈片分布，有的呈小圆点分布。片状分 布的丁二烯，粗化以后会得到是大片的Ｕ形凹坑， 虽然可以电镀，但是镀层与基体之间是大平面结 合，结合力自然不如圆形凹坑。圆形凹坑由于接 触点多，相同平面面积，多点的圆形凹坑的接触面 比一个大Ｕ型凹坑的接触面积大（主要色侧壁的 面积不同），自然结合力也有越大。圆形凹坑是一
电镀结合力。
接电镀的影响［Ｊ］．材料科学与工艺，２００８，１６（１）：５８－６１．
３
结语
通过对以上实验和结果论证得出如下结论：
［５］洪燕，季孟波，何安国．三价铬电镀研究进展［Ｊ］．电镀 与精饰，２００５，２７（４）：１６－２０． ［６］ 胡卓明．滚镀锡一钴一锌代铬工艺在小五金件的应用
［Ｊ］．电镀与精饰，２００２，２４（１）：２０－２２．
有应力的零件粗化以后效果结合力差
图６注塑工艺对镀层结合动影响
图５结合效果
电镀层中铜层的厚度越大，镀层的结合力越大；电
２．４工艺参数
镀粗化时务必要求丁二烯呈圆形小点分布；要控 制零件的内应力，内应力越小，零件的粗化效果越 好，镀层结合力越大；注塑工艺参数设定，料流的 射出速度越慢对镀层结合力的贡献越大，同时应 尽可能地提高模温和溶融温度。 参考文献
ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏａｔｉｎｇ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｆｏｒｃｅ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ
ｃｏｐｐｅｒ ｌａｙｅｒ，ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ ｒｏｕｇｈｅｎｅｄ ｐａｒｔ，ａｃｃｅｓｓｏｒｙ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ
ａｒｅ
ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ
５组
４ ｌｏ ｌｏ．６０
６组
５．ｏｏ １１．２０
＿匹
粗化小完全 过渡粗化
１２０／“ｍ铜层｛
图３粗化程度
图ｌ实验数据
在ＡＢＳ基体的表面，但是由于注塑时料流剪切力， 和模具表面对料流的阻滞作用，表面的分子不同 程度都被拉伸变形，使丁二烯呈椭圆形分布在基 体表面。椭圆的各向异性使其更加容易变形，导 致电镀后镀层与基体的结合力差。
影响汽车电镀件镀层结合力的原因分析
汪雪媛 吴国华
（泛亚汽车技术中心有限公司，上海２０１２０１）
【摘要】
针对影响镀层结合力几个主要原因：铜层厚度、电镀粗化、零件应力、注塑工艺参数进行分析，
以电镀剥离力大小作为评价手段。通过实验以及理论分析，阐述了镀层结合力与以上几个因素之间的关系。
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ
注塑工艺对镀层结合力的影响主要体现在模 温、溶融温度以及射出速度３个方面（见图６）。在 实际的操作中发现，虽然提高模温可以改善零件 的表面材料的各项异性，但是这种改善的效果并 不明显，镀层的结合力变化不大。提高溶融温度 可以改善材料的流动性，但最重要的是可以改善 各分子间的运动阻力，使它们可以更好地保持原 来的排列方式，丁二烯不至于片状分布。但是射 出速度对镀层结合力的影响最大，也最直观。射 出速度越快，材料与模具间的剪切应力越大，镀层 与基体的结合力越差。所以对于长条形电镀件可 以通过多浇口、顺序阀的方式降低射出速度，改善
源自文库
【关键词】镀层结合力铜层厚度汽车
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－４５５４．２０１３．１０．１４
０
引言
本文以典型的汽车电镀外装饰件作为研究对・
２
实验结果和讨论
２．１铜层厚度 由于铜层的正向应力是朝向基材，即铜层更
象，以镀层与基体之间剥离力的大小为评价标准， 评估电镀层耐刮擦及防起泡性能。
试时，设备应能自动记录力的大小和剥离的长度。 试验方法：将试样固定在仪器上，用夹头夹住
电镀层开动机器，夹头以１００ ｍｍ／ｍｉｎ的速度向上 运动使镀层与基体分离，同时仪器记录下剥离力 的大小。
出，形成需要的孑Ｌ洞，使电镀层能够通过这些孑Ｌ洞 牢固的与ＡＢＳ基体结合。影响电镀层与基体之间
结合力的因素主要如下。 （１）基体的材料：虽然都是ＡＢＳ，但是不同的 ＡＢＳ其中丁二烯的分布式形式是不一样的（见图