电镀基本知识讲解

3.1 模具材料不要用铍青铜合金，宜用高质量真空铸钢制造，型腔表 面应沿出模方向抛光到镜面光亮，不平度小于0.2μｍ，表面最好镀硬 铬。 3.2 塑件表面如实反映模腔表面，因此电镀塑件的模腔应十分光洁， 模腔表面粗糙度应比制件表面表面粗糙度高1～2级。
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塑料电镀
3.3 分型面、熔接线和型芯镶嵌线不能设计在电镀面上。 3.4 浇口应设计在制件最厚的部位。为防止熔料充填模腔时冷却过快， 浇口应尽量大(约比普通注射模大10%)，最好采用圆形截面的浇口和 浇道，浇道长度宜短一些。 3.5 应留有排气孔，以免在制件表面产生气丝、气泡等疵病。
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塑料电镀
2.2 避免盲孔,否则残留在盲孔内的处理液不易清洗干净,会造成下道 工序污染,从而影响电镀质量。 2.3 电镀工艺有锐边变厚的现象。电镀中的锐边会引起尖端放电,造成 边角镀层隆起。因此应尽量采用圆角过渡,圆角半径至少0.3ｍｍ以上。 平板形塑件难电镀，镀件的中心部分镀层薄,越靠边缘镀层越厚，整 个镀层呈不均匀状态,应将平面形改为略带圆弧面或用桔皮纹制成亚 光面。电镀的表面积越大,中心部位与边缘的光泽差别也越大，略带 抛物面能改善镀面光泽的均匀性。 2.4 塑件上尽量减少凹槽和突出部位。因为在电镀时深凹部位易露塑， 而突出部位易镀焦。凹槽深度不宜超过槽宽的1/3，底部应呈圆弧。 有格栅时，孔宽应等于梁宽，并小于厚度的1/2。 2.5 镀件上应设计有足够的装挂位置。
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电镀的基本工艺
2.3 电镀设备 2.3.1 挂具﹕方形挂具与方形镀槽配合使用﹐圆形挂具与圆形镀槽配 合使用。 圆形镀槽和挂具更有利于保证电流分布均匀﹐方形挂 具则需在挂具周围加设诸如铁丝网之类的分散电流装置或缩短两 侧阳极板的长度﹐使用如图所示的椭圆形阳极排布。 2.3.2 搅拌装置﹕促进溶液流动﹐使溶液状态分布均匀﹐消除气泡在 工件表面的停留。 2.3.3电源﹕直流。
电镀基本知识
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基本概念
1、电镀的定义
电镀是应用电解原理在某些金属上面镀上一薄层其它金属或 合金的过程。 电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面 硬度。镀层金属通常是一些在空气或溶液里不易起变化的金属 （如铬、锌、镍、银）和合金（铜锡合金、铜锌合金等）。
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基本概念
2、电解的原理
使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化-还原反应的 过程叫做电解。 跟直流电源的负极相联的电极是电解槽的阴极。通电时，电 子从电源的负极沿流入电解槽的阴极。跟直流电源的正极相联的 电极是电解槽的阳阴极。通电时，电子从电解槽的阳极流出，并 沿导线流回电源的正极。 电解时，阳离子在阴极上得到电子发生还原反应；阴离子在 阳极失去电子发生氧化反应。
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塑料电镀
影响塑料电镀的塑料工艺因素: 塑料电镀是随着塑料的广泛应用发展起来的一种电镀工艺。它不 仅能节省大量的金属材料，减少繁杂的加工工序，减轻设备重量， 还能有效地改善塑件的外观及电、热等性能，提高其表面机械强度 等。因此在电子工业、汽车工业、家用电器乃至日用品上获得了日 益广泛的应用。
塑料电镀质量的好坏，不仅与电镀工艺及有密切相关，与塑件设 计、选材、模具设计、塑件成型工艺、塑件后处理等因素也有很大 的关系。
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基本概念
电解例子：
从以上的实验可以看到，接通直流电源后，在作为阴极的碳 棒上有一层铜覆盖在它的表面；在作为阳极的碳棒上有气泡放出， 这是氯气。 氯化铜是强电解质，它在水里能电离成Cu2+和Cl-： CuCl2=Cu2++2Cl在阳极，氯离子失去电子而氧化成氯原子，然后两两结合成 氯分子，从阳极放出。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子， 覆盖在阴极上。
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塑料电镀
2.6 塑件的设计要使制件在沉陷时易于脱模,否则强行脱模时会拉伤或 扭伤镀件表面,或造成塑件内应力而影响镀层结合力。 2.7 塑件尽量不要用金属镶嵌件,否则在镀前处理时嵌件易被腐蚀。 3、模具设计与制造为了确保塑料镀件表面无缺陷、无明显的定向组 织结构与内应力，在设计与制造模具时应满足下面要求。
耐蚀性测试
镀层耐蚀性
*结合力检验 可焊性检验
镀层与基体﹑镀层与 镀层之间的集合力 镀层可焊性
显微硬度检 验
脆性测试 氢脆性测试
镀层硬度
镀层柔韧性 镀层氢脆性
显微硬度计
杯突试验机﹐静压弯曲试验机﹐ 心轴 持久强度试验机﹐蠕变试验机﹐ 缓慢弯曲试验机﹐应力环
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塑料电镀
塑料一般为很好的绝缘体，那为什么塑料又可以电镀呢？它们电 镀的原理和方法是怎样的呢? 原理很简单，首先用化学或物理方法在塑料表面沉积上很薄的金 属层。化学方法一般用化学镀镍，物理方法一般用气相离子溅射。 随后就可以用通常的电镀方法来选择加厚镀层，或其它镀种。
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电镀的基本工艺
3、后处理
电镀后对镀层进行各种处理以增强镀层的各种性能﹐如耐蚀性﹐ 抗变色能力﹐可焊性等。
3.1 脱水处理﹕ 水中添加脱水剂﹐如镀亮镍后处理
3.2 钝化处理﹕ 提高镀层耐蚀性﹐如镀锌
3.3 防变色处理﹕ 水中添加防变色药剂﹐如镀银﹐镀锡﹐镀仿金等
3.4 提高可焊性处理﹕如镀锡
因此后处理工艺的优劣直接影响到镀层这些功能的好坏。
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电镀的基本工艺
2.2 添加剂 添加剂包括光泽剂，稳定剂，柔软剂，润湿剂﹐低区走位剂等。 光泽剂又分为主光泽剂﹐载体光亮剂和辅助光泽剂等。对于同一主 盐体系﹐使用不同厂商制作的添加剂﹐所得镀层在质量上有很大差 别。 主盐与具体某一厂商的添加剂的联合决定了使用的镀液的整体性 能。优秀的添加剂能弥补主盐某些性能的不足。如优秀的氯化物镀 锌添加剂与氯化物主盐配合得到的镀液深镀能力比许多氰化镀锌镀 液的深度能力好。
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塑料电镀
5.3 加工温度：提高加工温度可降低取向应力,但同时会使因收缩不均 而产生的体积温度应力增加,同时也使封口压力升高,需延长冷却时间 才能顺利脱模。因此加工温度既不能太低,也不能过高。喷嘴温度要 比料筒的最高温度低一些,以防塑料流延。要防止冷料进入模腔,以免 制件产生包块、结石之类疵病而造成镀层结合不牢。
*温Fra Baidu bibliotek测试
温度计
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电镀工艺和质量管控手段
质量管控手段
品质管控 *厚度测试 镀层厚度 X-RAY 厚度测试仪﹐电解式测 厚仪﹐金相显微镜﹐涡流测厚仪 ﹐磁性测厚仪﹐计时液流测厚仪 ﹐β 射线反向散射测厚仪 盐雾试验箱(中性盐雾试验﹐醋 酸盐雾试验﹐铜加速盐雾试验 等)﹐潮湿试验箱﹐户外暴晒实 验场﹐电解腐蚀试验仪﹐二氧化 硫腐蚀实验箱﹐硫化氢腐蚀试验 箱﹐腐蚀膏。 刃口为30度锐角的硬质划刀﹐粗 齿扁锉﹐高温烘箱。 松香异丙醇﹐焊料
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电镀的基本工艺
1.3 脱脂除油﹕除掉工件表面油脂。有有机溶剂除油﹐化学除油﹐ 电化学除油﹐擦拭除油﹐滚筒除油等手段。 1.4 酸洗﹕除掉工件表面锈和氧化膜。有化学酸洗和电化学酸洗。
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电镀的基本工艺
2、中间处理-电镀 在工件表面得到所需镀层﹐是电镀加工的核心工序﹐此工序工艺 的优劣直接影响到镀层的各种性能。此工序中对镀层有重要影响的因 素主要有以下几个方面﹕ 2.1 主盐体系 每一镀种都会发展出多种主盐体系及与之相配套的添加剂体系。 如镀锌有氰化镀锌﹐锌酸盐镀锌﹐氯化物镀锌(或称为钾盐镀锌)﹐氨 盐镀锌﹐硫酸盐镀锌等体系。 每一体系都有自己的优缺点﹐如氰化镀锌液分散能力和深度能力 好﹐镀层结晶细致﹐与基体结合力好﹐耐蚀性好﹐工艺范围宽﹐镀液 稳定易操作对杂质不太敏感等优点。但是剧毒﹐严重污染环境。氯化 物镀锌液是不含络合剂的单盐镀液﹐废水极易处理﹔镀层的光亮性和 整平性优于其它体系﹔电流效率高﹐沉积速度快﹔氢过电位低的钢材 如高碳钢﹐铸件﹐锻件等容易施镀。但是由于氯离子的弱酸性对设备 有一定的腐蚀性﹐一方面会对设备造成一定的腐蚀﹐另一方面此类镀 液不适应需加辅助阳极的深孔或管状零件。
3.6 选择顶出机构时应确保制件顺利脱模。
4、注射机 注射机选用不当，有时会因为压力过高、喷嘴结构不合适或混料 使制件产生较大的内应力，从而影响镀层的结合力。
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塑料电镀
5、塑件成型工艺
注塑制件由于成型工艺特点不可避免地存在内应力，但工艺条件 控制得当就会使塑件内应力降低到最小程度，能够保证制件的正常 使用。相反，如工艺控制不当，就会使制件存在很大的内应力，不 仅使制件强度性能下降，而且在储存和使用过程中出现翘曲变形甚 至开裂，从而造成镀层的开裂，甚至脱落。所以工艺参数的控制应 使制件内应力尽可能小。要控制的工艺条件有原材料干燥、模具温 度、加工温度、注射速度、注射时间、注射压力、保压压力、保压 时间、冷却时间等。 5.1 原材料干燥：用于电镀制件的原材料应充分干燥，以免在注射成 型时制件表面产生气丝、气泡等,影响镀层的外观与结合力。干燥方 法以真空干燥最好。 5.2 模具温度：模具温度视具体情况而定。模具温度高，树脂流动性 好，制件残余应力小，有利于提高镀层结合力，但模具温度过高时 不利于生产。模具温度过低，易形成两夹层，以致电镀时金属沉积 不上。
在此主要论述影响塑料电镀质量的塑料工艺因素。影响塑料电镀 质量的塑料工艺因素很多，如塑件选材不当、造型设计不合理、模 具设计不合理、注射机选用不当、成型工艺条件不正确等。各种因 素还有可能交织在一起对塑料电镀产生影响。
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塑料电镀
1、塑件选材 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。 2、塑件造型设计 在不影响外观和使用的前提下，塑件造型设计时应尽量满足如下 要求。 2.1 金属光泽会使原有的缩瘪变得更明显，因此要避免制品的壁厚不 均匀状况，以免出现缩瘪，而且壁厚要适中，以免壁太薄(小于1.5ｍ ｍ)，否则会造成刚性差，在电镀时易变形，镀层结合力差，使用过 程中也易发生变形而使镀层脱落。
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电镀的基本工艺
基本工序：
(磨光→抛光)→上挂→脱脂除油→水洗→(电解抛光或化学抛光)→酸洗活化 →(预镀)→电镀→水洗→(后处理)→水洗→干燥→下挂→检验包装
各工序的作用： 1、前处理﹕施镀前的所有工序称为前处理﹐其目的是修整工件 表面﹐除掉工件表面的油脂﹐锈皮﹐氧化膜等﹐为后续镀层的沉 积提供所需的电镀表面。前处理主要影响到外观，结合力﹐据统 计﹐60%的电镀不良品是由前处理不良造成﹐所以前处理在电镀 工艺中占有相当重要的地位。 1.1 磨光﹕除掉零件表面的毛刺﹐锈蚀﹐划痕﹐焊缝﹐焊瘤﹐砂 眼﹐氧化皮等各种宏观缺陷﹐以提高零件的平整度和电镀质量。 1.2 抛光﹕抛光的目的是进一步降低零件表面的粗糙度﹐获得光 亮的外观。有机械抛光﹐化学抛光﹐电化学抛光等方式。
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基本概念
电解例子：
它们的反应可分别表示如下： 阳极 2Cl--2e=2Cl（氧化反应） 2Cl=Cl2 阴极 Cu2++2e=Cu（还原反应） 氯化铜在水溶液里电解的化学方程式就是阳极上的反应和阴极上 的反应的总和：
Cu2++2Cl- 电解 Cu+Cl2
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基本概念
电镀例子：
电镀时，把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，用 含有镀层金属的离子溶液作电镀液。在直流电的作用下，镀件表 面就覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层。现以镀锌为例来说明电 镀的过程：
按上图装置，在大烧杯里加入锌电镀液（含ZnCl2的溶液）。 用锌片作阳极，把待镀的铁制品作阴极。接通直流电源几分钟后， 就可以看到镀件的表面被镀上了一层锌。 上述的主要过程可以表示如下： 通电前：
ZnCl2 =Zn2++2Cl6
基本概念
电镀例子：
通电后： 在阴极 Zn2++2e=Zn（还原反应） 在阳极 Zn-2e=Zn2+ （氧化反应） 电镀的结果，阳极的锌（镀层金属）不断减少，阴极的锌（镀件） 不断增加，减少和增加的锌量相等。因此溶液里的ZnCl2含量是 保持不变的。 由此可见，镀锌过程包括了在阴极Zn2+得到电子和在阳极Zn失 去电子的氧化-还原反应。因此，电镀的过程实质上就是一个电 解过程。它的特点是阳极本身也参加了电极反应（失去电子而溶 解）。
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电镀工艺和质量管控手段
工艺管控手段
管控手段 工艺管控 *化学分析 *安时计﹐ 荷氏槽 电导率测试 *pH值测试 波美度测试 管控内容 镀液主盐浓度﹐酸 碱度 添加剂 常用仪器 滴定管﹐滴定架﹐标准液﹐ 指示剂 安时计﹐荷氏槽
杂质浓度 酸碱度 镀金﹐镀铬﹐酸性 镀铜主盐浓度 镀液温度
电导率测试仪 pH值测试仪﹐pH试纸 波美度测试