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ABS塑料電鍍層結合力差的原因分析

2011-04-19

                                      ABS塑料電鍍層結合力差的原因分析
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    一般而言，造成ABS塑料電鍍層結合力差的原因大致有4個方面：
    (1)塑料基體狀態不良。
(2)注塑成型參數欠佳，塑件內應力集中。
(3)電鍍前處理不合理。
(4)相鄰鍍層的表面活性差。
此外，鍍層結合力測試方法不當也容易造成誤判。

2．1 ABS塑料基體狀態的影響
ABS塑料基體狀態不良主要是指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密的顯微凹坑，金屬在這些凹坑中形成無數小按扣而產生鉚合效應。B粒子含量偏少且粒大稀疏，或其含量過多且過于致密，都會導致塑件表面鍍層鉚合效應低，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試，并參照ASTM D 3359—1997進行評級，結果如表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，不同牌號的ABS塑料上半光鉻鍍層的結合力
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合力較好。此外，如果ABS塑料成型后的表面應力集中，未釋放而直接電鍍，也會造成鍍層結合力差。
2．2 ABS塑料成型參數的影響

塑料成型時，適當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合力。采用ABS T-700-727塑料，以HTF86T機型分4套工藝參數注塑手機快門鍵，然后在相同的工藝條件下電鍍光鉻，所得鍍層的百格測試結果列于表2。

表2 ABS塑料成型工藝參數對電鍍光鉻層結合力的影響

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，都有利于獲得結合力良好的電鍍層。但是，注塑時模溫高于90℃易造成注塑件縮水變形，出模時易粘模；另外，注塑速度也要適當，若注塑時間長于10 S，則易出現夾水線，表面發朦，光澤度差。因此，要謹慎調整注塑參數。

此外，ABS塑件成型幾何形狀復雜、壁薄或厚度不均，即使采用較佳的、穩定的注塑工藝，也難避免局部應力集中。電鍍時，塑料與電鍍層之間的結合力在壁厚不同的部分有差異。一般而言，塑件的壁越厚，鍍層結合力越好[1]；壁薄的塑件表面應力易集中，電鍍層的結合力較差。
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，若除油不凈，則粗化液不能直接到達塑件表面對其進行粗化。ABS塑件經除油后，在鉻酸與硫酸混合粗化液中若腐蝕過度，塑件表面潰爛，不能形成形狀規則的凹坑。所以，粗化不足或過度都會使鍍層結合力變差[2]。造成粗化效果不良的原因有以下幾點：

    (1)化學粗化中鉻酸與硫酸的比例失調或偏低，粗化液中三價鉻含量偏高。

(2)粗化時間過短或過長。

(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阻礙粗化。
2．4電鍍層之間表面狀態的影響

    塑件表面的活性是鍍層結合力的關鍵，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，其結合力好。導致鍍層之間表面狀態差的原因有：

    (1)化學沉鎳后酸活化不當。

(2)酸銅與半光鎳之間活化(微蝕)不夠。