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電鍍的定義、分類(lèi)、工藝過(guò)程、設(shè)計(jì)要求等簡(jiǎn)要介紹

2010-12-17

                                    電鍍的定義、分類(lèi)、工藝過(guò)程、設(shè)計(jì)要求等簡(jiǎn)要介紹
1．電鍍的定義和分類(lèi)
1-1．電鍍的定義
隨著工業(yè)化生產(chǎn)的不斷細(xì)分，新工藝新材料的不斷涌現(xiàn)，在實(shí)際產(chǎn)品中得到應(yīng)用的設(shè)計(jì)效果也日新月異，電鍍是我們?cè)谠O(shè)計(jì)中經(jīng)常要涉及到的一種工藝，而電鍍效果是我們使用時(shí)間較長(zhǎng)，工藝也較為成熟的一種效果，對(duì)于這種工藝的應(yīng)用在我們的產(chǎn)品上已經(jīng)非常多，我們希望通過(guò)總結(jié)我們已有的經(jīng)驗(yàn)作一些設(shè)計(jì)的參考性文件，可以更好的將電鍍效果應(yīng)用在我們的設(shè)計(jì)上，也更合理的應(yīng)用在我們的設(shè)計(jì)上，可以為以后的工作帶來(lái)一些方便。通過(guò)這種工藝的處理我們通常可以得到一些金屬色澤的效果，如高光，亞光等，搭配不同的效果構(gòu)成產(chǎn)品的效果的差異性，通過(guò)這樣的處理為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)增加一個(gè)亮點(diǎn)。
1-1-1． 電鍍的定義
電鍍就是利用電解的方式使金屬或合金沉積在工件表面，以形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬層的過(guò)程，就叫電鍍。簡(jiǎn)單的理解，是物理和化學(xué)的變化或結(jié)合。
電鍍工藝的應(yīng)用我們一般作以下幾個(gè)用途：
a．防腐蝕
b．防護(hù)裝飾
c．抗磨損
d．電性能：根據(jù)零件工作要求，提供導(dǎo)電或絕緣性能的鍍層
e．工藝要求1-1-2．常見(jiàn)鍍膜方式的介紹
這里從類(lèi)同與電鍍的一些工藝作分析介紹，以下的一些工藝都是在與我們電鍍相關(guān)的一些工藝過(guò)程，通過(guò)這樣的介紹給大家對(duì)這些工藝有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。
化學(xué)鍍（自催化鍍）
autocalytic plating
在經(jīng)活化處理的基體表面上，鍍液中金屬離子被催化還原形成金屬鍍層的過(guò)程。這是在我們的工藝過(guò)程中大多都要涉及到的一個(gè)工藝工程，通過(guò)這樣的過(guò)程才能進(jìn)行后期電鍍等處理，多作為塑件的前處理過(guò)程。
電鍍 electroplating
利用電解在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉積層的過(guò)程，這種工藝過(guò)程比較煩雜，但是其具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如沉積的金屬類(lèi)型較多，可以得到的顏色多樣，相比類(lèi)同工藝較而言?xún)r(jià)格比較低廉。
電鑄 electroforming
通過(guò)電解使金屬沉積在鑄模上制造或復(fù)制金屬制品（能將鑄模和金屬沉積物分開(kāi)）的過(guò)程。這種處理方式是我們?cè)谝蠛蟮闹萍刑厥獗砻嫘Ч缜逦黠@的拋光與蝕紋分隔線(xiàn)或特殊的銳角等情況下使用，一般采用銅材質(zhì)作一個(gè)部件的形狀后，通過(guò)電鍍的工藝手段將合金沉積在其表面上，通常沉積厚度達(dá)到幾十毫米，之后將形腔切開(kāi)，分別鑲拼到模具的形腔中，注射塑件，通過(guò)這樣處理的制件在棱角和幾個(gè)面的界限上會(huì)有特殊的效果，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的需要，通常我們看到好多電鍍后高光和蝕紋電鍍效果界限分明的塑膠件質(zhì)量要求較高的通常都采用這樣的手段作設(shè)計(jì)。如下圖所見(jiàn)的棱角分明的按鍵板在制造上采用電鑄工藝的話(huà)，會(huì)達(dá)到良好的外觀(guān)效果。
真空鍍vacuumplating
真空鍍主要包括真空蒸鍍、濺射鍍和離子鍍幾種類(lèi)型，它們都是采用在真空條件下，通過(guò)蒸餾或?yàn)R射等方式在塑件表面沉積各種金屬和非金屬薄膜，通過(guò)這樣的方式可以得到非常薄的表面鍍層，同時(shí)具有速度快附著力好的突出優(yōu)點(diǎn)，但是價(jià)格也較高，可以進(jìn)行操作的金屬類(lèi)型較少，一般用來(lái)作較高檔產(chǎn)品的功能性鍍層，例如作為內(nèi)部屏蔽層使用。
1-2．電鍍的常見(jiàn)工藝過(guò)程
1-2-1．電鍍工藝過(guò)程介紹
就塑膠件而言，我們常見(jiàn)的塑膠包括熱塑性和熱固性的塑料均可以進(jìn)行電鍍，但需要作不同的活化處理，同時(shí)后期的表面質(zhì)量也有較大差異，我們一般只電鍍ABS材質(zhì)的塑件，有時(shí)也利用不同塑膠料對(duì)電鍍活化要求的不同先進(jìn)行雙色注塑，之后進(jìn)行電鍍處理，這樣由于一種塑膠料可以活化，另一種無(wú)法活化導(dǎo)致局部塑料有電鍍效果，達(dá)到設(shè)計(jì)師的一些設(shè)計(jì)要求，下面我們主要就ABS材料電鍍的一般工藝過(guò)程對(duì)電鍍的流程作一些介紹
通過(guò)這樣的過(guò)程后塑膠電鍍層一般主要由以下幾層構(gòu)成：
電鍍后常見(jiàn)的鍍層主要為銅、鎳、鉻三種金屬沉積層，在理想條件下，各層常見(jiàn)的厚度如圖所示，總體厚度為0.02mm左右，但在我們的實(shí)際生產(chǎn)中，由于基材的原因和表面質(zhì)量的原因通常厚度會(huì)做的比這個(gè)值大許多，不過(guò)類(lèi)似與精美這樣的大型電鍍廠(chǎng)可以較好的達(dá)到這樣的要求。
1-2-2．電鍍層標(biāo)識(shí)方法
在對(duì)鍍層的技術(shù)要求的標(biāo)識(shí)上可以參照下面的辦法：
1．金屬鍍層標(biāo)識(shí)時(shí)采用下列順序表示：
例如：PL/Ep·Cu10bNi15bCr0.3
塑料，電鍍光亮銅10μm 以上，光亮鎳15μm 以上，普通鉻0.3μm 以上，下面表格是對(duì)上面標(biāo)識(shí)方法中一些效果的表達(dá)方式。
1）基體材料
材料名稱(chēng) 鐵 銅及其合金 鋁及其合金 鋅及其合金 鎂及其合金 塑料 硅酸鹽材料 其它非金屬
符號(hào) Fe Cu Al Zn Mg PL CE NM
2）鍍覆方法
工藝名稱(chēng) 電鍍 化學(xué)鍍 電化學(xué)處理 化學(xué)處理
符號(hào) Ep Ap Et Ct
3）鍍覆層名稱(chēng)
鍍覆層名稱(chēng)采用鍍層的化學(xué)元素符號(hào)表示。
4）鍍覆層厚度
鍍覆層厚度單位為μm，一般標(biāo)識(shí)鍍層厚度的下限，必要時(shí)，可以標(biāo)注鍍層厚度范圍。(可用無(wú)損檢測(cè)_涂鍍覆層測(cè)厚儀檢測(cè))
5）鍍覆層特征
特征名稱(chēng) 光亮 半光亮 暗 緞面 普通 導(dǎo)電 絕緣
符號(hào) b s m st r cd i
6）后處理
處理名稱(chēng) 鈍化 磷化 氧化 著色 涂裝
符號(hào) P Ph O Cl Pt
2-1．電鍍效果介紹
2-1-1．高光電鍍
高光電鍍的效果的實(shí)現(xiàn)通常要求模具表面良好拋光，注射出的塑件采用光鉻處理后得到的效果。
2-1-2．亞光電鍍
亞光電鍍的效果的實(shí)現(xiàn)通常要求模具表面良好拋光，注射出的塑件采用亞鉻處理后得到的效果。
2-1-3． 珍珠鉻
珍珠鉻電鍍的效果的實(shí)現(xiàn)通常要求模具表面良好拋光，注射出的塑件采用珍珠鉻處理后得到的效果
2-1-4． 蝕紋電鍍
蝕紋電鍍的效果的實(shí)現(xiàn)通常要求模具表面處理出不同效果的蝕紋方式后，注射出的塑件采用光鉻處理后得到的效果。
2-1-5．混合電鍍
在模具處理上既有拋光的部分又有蝕紋的部分，注射出的塑件電鍍后出項(xiàng)高光和蝕紋電鍍的混合效果，突出某些局部的特征。
2-1-6． 局部電鍍
通過(guò)采用不同的方式使得成品件的表面局部沒(méi)有電鍍的效果，與有電鍍的部分形成反差，形成獨(dú)特的設(shè)計(jì)風(fēng)格。
2-1-7．彩色電鍍
通過(guò)采用不同的電鍍?nèi)芤?，在電鍍后塑件表面沉積的金屬會(huì)反射出不同的光澤，形成獨(dú)特的效果。
3-1． 電鍍件設(shè)計(jì)的原理
3-1-1．電鍍件設(shè)計(jì)的基本原理
電鍍件在設(shè)計(jì)中有很多特殊的設(shè)計(jì)要求可以提出，大致為以下幾點(diǎn)：
1．基材更好采用ABS材料，ABS電鍍后覆膜的附著力較好，同時(shí)價(jià)格也比較低廉。
2．塑件表面質(zhì)量一定要非常好，電鍍無(wú)法掩蓋注射的一些缺陷，而且通常會(huì)使得這些缺陷更明顯。
3．在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)有幾點(diǎn)也要關(guān)注外形要適合于電鍍處理：
1）表面凸起更好控制在0.1~0.15mm/cm，盡量沒(méi)有尖銳的邊緣。
2）如果有盲孔的設(shè)計(jì)，盲孔的深度更好不超過(guò)孔徑的一半，負(fù)責(zé)不要對(duì)孔的底部的色澤作要求。
3）要采用適合的壁厚防止變形，更好在1.5mm以上4mm以下，如果需要作的很薄的話(huà)，要在相應(yīng)的位置作加強(qiáng)的結(jié)構(gòu)來(lái)保證電鍍的變形在可控的范圍內(nèi)。
4）在設(shè)計(jì)中要考慮到電鍍工藝的需要，由于電鍍的工作條件一般在60度到70度的溫度范圍下，在吊掛的條件下，結(jié)構(gòu)不合理，變形的產(chǎn)生難以避免，所以在塑件的設(shè)計(jì)中對(duì)水口的位置要作關(guān)注，同時(shí)要有合適的吊掛的位置，防止在吊掛時(shí)對(duì)有要求的表面帶來(lái)傷害，如下圖的設(shè)計(jì)，中間的方孔專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用來(lái)吊掛。
5）另外更好不要在塑件中有金屬嵌件存在，由于兩者的膨脹系數(shù)不同，在溫度升高時(shí)，電鍍液體會(huì)滲到縫隙中，對(duì)塑件結(jié)構(gòu)造成一定的影響。
4．在塑件的加工時(shí)，要關(guān)注到幾個(gè)問(wèn)題，其一塑膠料在加工時(shí)要充分烘干，否則殘留的水分會(huì)對(duì)塑件表面造成氣孔、流線(xiàn)紋等缺陷，嚴(yán)重影響電鍍的效果，另外盡量避免使用脫模劑，因?yàn)槊撃┑氖褂脮?huì)對(duì)電鍍膜的附著力產(chǎn)生影響
3-2．電鍍件設(shè)計(jì)時(shí)的特殊要求
3-2-1．電鍍件鍍層厚度對(duì)配合尺寸的影響
厚度按照理想的條件會(huì)控制在0.02mm左右，但是在實(shí)際的生產(chǎn)中，可能更多會(huì)有0.08mm的厚度，所以在有滑動(dòng)配合的位置上，單邊的間隙要控制在0.3mm以上，才能達(dá)到滿(mǎn)意的效果，這是我們對(duì)電鍍件配合時(shí)需要作的關(guān)注。
3-2-2．電鍍件變形的控制
由于電鍍流程中，幾道工序的工作溫度都在60℃～70℃，在這樣的工作條件下，吊掛的工件極易發(fā)生變形，如何控制制件的變形是我們?cè)诩庸ぶ嘘P(guān)注的一個(gè)問(wèn)題，在同電鍍廠(chǎng)工程師的交流后認(rèn)為關(guān)鍵在于要在塑件結(jié)構(gòu)上要充分考慮掛接方式和支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，目的就是增強(qiáng)整個(gè)架構(gòu)的強(qiáng)度，一般的做法都是在注射的流道結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)各種結(jié)構(gòu)，即保證了塑流的填充有加強(qiáng)了整體的結(jié)構(gòu)，電鍍的時(shí)候，一起進(jìn)行電鍍，電鍍后剪掉澆道得到后的成品。
3-2-3．局部電鍍要求的實(shí)現(xiàn)
在我們的設(shè)計(jì)中常常要求在制件表面的不同局部實(shí)現(xiàn)不同的效果，在電鍍件上也常常出現(xiàn)這樣的需求，我們通常采用以下三個(gè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功用：
1．如果可以分件，建議作成不同的部件，后裝配成一個(gè)零件，在形狀不復(fù)雜并且 組件有
批量的條件下的情況下，開(kāi)一套小的模具注射的費(fèi)用會(huì)形成比較明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，
2．如果是在不影響外觀(guān)的局部要求不電鍍，通?？梢圆捎眉咏^緣油墨后進(jìn)行電鍍的方法進(jìn)
行加工，這樣噴涂了絕緣油墨的部位就會(huì)沒(méi)有金屬覆膜，達(dá)到要求，其實(shí)這是我們?cè)谠O(shè)計(jì)中常常涉及到的一個(gè)部分，因?yàn)殡婂兒蟮闹萍?huì)變硬變脆，是我們不希望得到的結(jié)果，所以尤其在按鍵這類(lèi)的制件上它的拐臂是我們不希望被電鍍上的部分，因?yàn)槲覀冃枰谐浞值膹椥?，局部電鍍?cè)谶@個(gè)時(shí)候就非常必要。在另外的情況下也常用到，類(lèi)似于PDA這類(lèi)的輕巧的制品，一般電路板直接固定在塑膠殼體上，為了防止對(duì)電路的影響，通常在同電路有接觸的部分均進(jìn)行絕緣處理，這時(shí)多采用油墨的方式來(lái)進(jìn)行電鍍前對(duì)局部的處理。
電鍍?cè)O(shè)計(jì)中需要局部噴涂絕緣油墨時(shí)，遇到如上圖的情況下，要想得到如圖所示的效果（藍(lán)紫色表示電鍍的部分），實(shí)際是不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)殡婂儠r(shí)電鍍的部分要形成連通的回路才可以對(duì)各個(gè)局部形成良好的電鍍層，而如圖所示，各個(gè)電鍍表面被分割成好多部分，無(wú)法實(shí)現(xiàn)均勻的電鍍效果。
上面的部件可以采用上圖的方式實(shí)現(xiàn)，只有這樣形成良好的回路可以讓電流和液體中的電離子良好的反應(yīng)，才能實(shí)現(xiàn)良好的電鍍效果。
3．另外一種辦法就是采用類(lèi)似雙色注塑的工藝，一般如果有雙色注射機(jī)，可以將ABS和
PC分不同的階段注射，制成塑件后進(jìn)行電鍍處理，在這樣的條件下，由于兩種塑料對(duì)電鍍液的不同附著力導(dǎo)致ABS的部分有電鍍的效果而PC的部分沒(méi)有電鍍的效果，達(dá)到要求，另外一種辦法就是將制件分成兩個(gè)兩個(gè)部分，現(xiàn)將一個(gè)部分進(jìn)行注射后進(jìn)行電鍍處理，將處理后的制品再裝入另外一套模具中進(jìn)行二次注射得到的樣品。
3-2-3． 混合電鍍效果對(duì)設(shè)計(jì)的要求
我們?cè)谠O(shè)計(jì)中常常采用高光電鍍和蝕紋電鍍的效果共同作用在一個(gè)制品上得到特殊的設(shè)計(jì)效果，通常在設(shè)計(jì)中建議采用較小的蝕紋，這樣效果會(huì)比較好，但這樣的設(shè)計(jì)時(shí)，為了不會(huì)使蝕紋的效果被電鍍所掩蓋，有時(shí)會(huì)電鍍兩層后就不進(jìn)行電鍍，這樣的后果是電鍍第二層的鎳會(huì)比較容易氧化變色，影響設(shè)計(jì)的效果。
3-2-4． 電鍍效果對(duì)設(shè)計(jì)的影響
這里主要指如果作有顏色的電鍍效果時(shí)，要提交色差表，因?yàn)殡婂兒蟮念伾珶o(wú)法做到均勻一致，不同的制件會(huì)有較大的差距，所以要提供可以接受的顏色差距值。