真空电镀的生产工艺

一﹑真空电镀的概念

真空电镀即真空蒸发镀膜﹐其原理是在高度真空条件下(1.3×10-2~1.3×10-1Pa)使金属铝片受热蒸发并附于(塑料)工件表面﹐形成一层金属膜的方法﹒

真空电镀的特点:

1> 真空镀膜所获得的金属膜层很薄(一般为0.01~0.1um),能够严格复制出啤件表面的形状

2> 工作电压不是很高(200V)﹐操作方便﹐但设备较昂贵﹒

3> 蒸镀锅瓶容积小﹐电镀件出数少﹐生产效率较低﹒

4> 只限于比钨丝熔点低的金属(如铝﹑银﹑铜﹑金等)镀饰﹒

5> 对镀件表面质量要求较高﹐通常电镀前需打底油来弥补工件表面缺陷﹒

6> 真空镀膜可以镀多种塑料如﹕ABS﹑PE﹑PP﹑PVC﹑PA﹑PC﹑PMMA等﹒

重要工序工艺说明

1) 待镀啤件: 真空电镀对啤件要求特别高,如:

a) 要求啤件表面清洁,无油渍﹑污渍.

b) 要求啤件表面粗糙度尽可能低.

c) 啤件内应力要尽可能低﹐内外转角要倒圆角﹒啤塑时要用较低的注射压力﹐较高的模温﹑料温﹐以及尽可能慢的注射速度﹒

d) 啤件外型应利于获得均匀的镀层﹐如较大平面中间要微突起(突起度约 0.1~0.15mm/cm)

e) 啤件壁厚要适当﹐太薄的件易变形使镀层附着力不好﹐太厚的件易缩水使外观受影响﹒一般来讲﹐薄壁不宜小于0.9mm﹐厚壁不宜超过3.8mm﹒

f) 注塑缺陷如缩水﹑夹水纹﹑气纹﹑气泡等均会影响电镀外观质量﹐必须严格控制其程度﹐为此要求注塑时采用﹕

i> 充分的原料烘干

ii> 不使用脱模剂(尤其是硅烷类)

iii> 适当的注塑模温﹐较高料温

iv> 尽可能少加入或不加入水口料(减低材料中挥发物含量)

g) 若啤件有台阶或凹位﹐应预先设计必要的斜度过渡﹒

h) 如有盲孔﹐应设计孔深不超过孔径一半﹐否则对孔底镀层应不作要求.

i) 如有“V”形槽﹐要求其宽度与深度比应大于3﹒

2) 脱脂

脱脂作用﹕清除啤件表面尘垢﹑油污﹐保证镀膜有足够的附着力﹒

脱脂剂﹕现时生产中使用的是有机溶剂脱脂﹐有机溶剂的选择原则是不伤害塑件表面而能迅速挥发为佳﹐所以因塑料品种而异﹐以下情况提供塑料与脱脂剂的对应情况﹒

使用时注意﹕ABS﹑PC塑料件只用#617清洗(TH104会烧坏胶件)﹐而NYLON﹑PP料胶件先用TH104﹑再用#617洗净﹒

常溫

实际上脱脂方法除用有机溶剂外﹐还有酸性除油﹑碱性除油等﹐下列为酸性脱油过程(供参考)

3) 上底油 & 烘干固化

从构成上看,真空镀膜层由底层(底油)+镀层(镀膜)+表面(面油)构成.

底油的作用: 用以掩盖或弥补产品表面可能存在的微小缺陷如针孔､麻点､刮痕等,为真空电镀提供平整､光滑的基面,同时亦提高膜层附着力(这对于结晶性弱､极性对膜层附着力差的塑料如PE､PP尤为重要).最后还有一个作用是减少或抑制含易挥发物塑料的表面放气量,使蒸镀质量有保证.

底油要求: 底油涂料应与塑料粘结性好,与镀膜层不发生化学反应及与塑件有相近的软化温度.

底油的使用: 底油其实为树脂漆,多见为改性聚脂漆或改性聚氨脂漆做底料﹒

注意事项:

a).上底油操作过程中始终保持啤件清洁,上油均匀到位,不聚油,防刮花.

b).车间环境要保持干燥､防尘､防潮.

c).配油按工艺要求,油要过滤,保持干净.

4).蒸发镀膜

a).在发热钨丝上缠上铝片.(如上次电镀中熔铝呈球状包覆于钨丝上己不可用,需拆出换过钨丝);

b).将上好笼架的啤件(通过小车)推入真空室内,保持电极紧密接触,嵌入离合器定位牢固应能旋转;

c).顺序用机械泵,罗茨泵及扩散泵抽气,当真空度指针达到5×10-4TORR时可开始蒸镀操作;

d).蒸镀过程:钨丝升温到650℃,铝熔融在钨丝上,继续升高到近1000℃,熔化铝被蒸发逸出,逸出的铝原子以直线运动凝结在它相碰的表面上,真空室内被镀制品不断在旋转 (跟笼架)使被镀表面镀上均匀膜层;

e).平均镀膜生产周期约30分钟左右;

f).设备的详细操作使用参见附页数据.

5).上架 & 落架

(一) 上架操作要点:

a).上架前先检查底油上油质量,不合格的需用#617天那水清洗再重新上油;

b).夹持要稳固,保证啤件在真空室内旋转时不会掉落甩出;

c).啤件的装挂位在电镀后会留痕迹,另外夹持力过大啤件可能变形,故可保留水口/浇道作为装挂

位,在电镀后再其除去;

d).上架过程中不得触摸啤件要电镀的有效位置,以免留下指印污痕影响电镀效果;

e).笼架保持清洁,要定期洗擦.

(二) 落架操作要点:

a).小心取下,不要刮花;

b).摆放整齐,隔层用干净纸垫好;

c).胶盆要盖好,防灰尘.

6).上面油 & 烘干固化

面油作用:在镀膜上加一层涂料保护(透明)膜以消除针孔使镀层加固,提高镀层的耐磨性和接触性,另外一个作用是使染色工序成为可能.

操作注意:上面油要特别注意上油均匀到位且不聚油,一般需用海绵类物渗吸去表面多余面油.

本厂所用的面油牌号为MB-063X(由香港采购供应),适用于PC,PP,ABS,NYLON等,使用时用#617开稀,比例1:15-1:2. (上架)烘干/固化条件:温度60-65℃,时间30min.

7).染色 & 烘干

染金色---使镀膜外观呈珼镀金色的效果

a> 配染色液:一般用300份水配1份色粉. (色粉供货商:华松化学工业有限公司) ;

b> 保持染色液70℃恒温,通入气流搅动令染色液均匀无沉淀;

c> 染色时间:3 ~ 12s,之后用清水清洗两次;

d> 出现色差时,从温度､时间及染色比例来调整;

e> 染色件外观要求:色对签办且色泽均一,无起点,不脱模光泽好,无刮花.烘干:温度70℃,

时间30 ~ 40min.

8).剪水口&电镀成品

剪水口:电镀零件从整啤件上剪下,分装入袋或排盆.

工序注意事项:

a).剪水口过程中应戴手套操作,避免在镀件上留下指痕污渍;

b).水口披锋要剪平,清洗干净;

c).防止零件擦花,外观要求高的的镀件分开排放好,并要铺上干净的纸隔开,一般细件直接装胶袋即可.

9).补充-----翻洗电镀件

非啤件本身问题而是由于上油,蒸镀,染色工艺过程问题所导致次品如污槽,刮花,颜色偏差等,足可以用热的烧碱水溶液洗去饰层.

工艺过程:

a). 将烧碱(NaOH)加入水中(比例约1:20)制成过饱和溶液,电热煮沸;

b). 将要翻洗件置于其中约30分钟,自行脱去镀层油层;

c). 取出后过清水清洗,再进行脱脂后一系列工序.

真空电镀机操作指令

一. 准备工作:

1. 保持真空室内清洁,干燥,必要时应作清洁处理.

2. 确认抽气系统,机组转向,清洁,油量符合说明书规定﹒

3. 接通全部冷却水.

4. 关闭全部阀门(如预热扩散泵﹐则前级阀不关闭).

5. 接通气源.

二. 蒸镀工作准备:

1. 在龙架上装好蒸发塑料件.

2. 将龙架由小车推入真空室,使电极紧密吻合,嵌入离合器定位牢固应能旋.

3. 关紧大门及放气阀.

三. 抽气-抽气系统机组的工作:

1. 提前1小时将扩散泵加热,此时用机械泵工作,下级阀打开.

2. 机械泵抽气:达到加热温度,先关下闭阀门(加热不停止)打开上阀,对真空容器粗抽.

3. 罗茨泵抽气:当真空度到达730mmHG(即负压730mmHG)后方可启动罗茨泵,注意不得任意提前启动罗茨泵,以免过载造成损坏,罗茨泵工作后应观察热偶计真空规来了解真空度﹒

4. 扩散泵抽气﹕当真空所指真空度到达2°t时,先打开下阀,当真空所指真空度到达3°t时,打开主阀关上阀,使扩散泵对真空室抽气.

5. 当指针到达7×10-2pa或以上数据可进行蒸镀工作,若继续抽气时,真空度将不断升高.

四. 蒸镀

当真空室己达到所需真空度后,可进行蒸镀操作.

蒸发电流之最大值只允许在不超过30秒的时间内使用.

五﹒停机

在完成本工作日最后一次蒸镀后,应按下述步骤停机.

1. 关紧大门,使容器在高真空下关闭SG-3真空计.

2. 关气动高真空阀,关预抽上阀,关罗茨泵,关机散泵加热﹒

3. 在扩散泵停止加热1小时后关下阀及关机械泵.

4. 关冷却水及气压.

5. 关总电源.