该工艺又称为上金,是指在制品表面镀覆一层金属膜的装饰工艺,以便将制品制成仿金属制品,既可装饰表面、修饰表面缺陷,又可使表面具有塑料/金属复合性能。不同的金属镀层可增加制品的不同特性,如提高反射性,电磁屏蔽性、导电性、导热性、焊接性、阻隔性、耐磨性、耐热性、耐候性、耐蚀性等。因此,镀金属膜应用很广,其工艺方法很多,常用的方法有化学镀、电镀及真空镀膜等。
1.化学镀
化学镀是一种无电源电镀,其工艺过程是使制品先经表面处理,去除油污、修饰缺陷,去除内应力及静电,使表面粗化、敏化、活化后,置于化学镀液中,以制品活性表面为阴极,镀液中还原剂为阳极,使镀液中的金属离子不断沉积在制品表面形成金属薄膜。化学镀的金属膜较薄,一般为0.05~0.8μm,它只能镀镍、铜、锡等少数金属,通常用作电镀前的预镀层或印制电路板上的化学镀铜等。适用的塑料有玻璃纤维增强环氧塑料、酚醛塑料及聚酰亚胺、ABS、PPO、PP、PC、PA等。
2.电镀
由于化学镀层很薄,不能满足多数制品的使用要求,所以经过表面处理和化学镀后的制品,一般要再进行电镀加工。加工时被镀金属为阳极,制品及其电极为阴极,在一定的溶液配方及浓度、溶液温度、电流密度、电镀时间等各项参数配合下即可得到不同层厚、不同功能的金属镀层,如铜、镍、铬、仿金、银、铂、铑等无氰镀贵金属等。镀层还可分为光亮镀及亚光镀和无光镀。电镀必须选用电镀级品种的塑料,常用塑料有ABS、PS、PVC、PA、PC、PPO、PMMA、PSF及聚烯烃(如PE、PP)等。
电镀方式按制品材料、尺寸形状、批量及镀种要求可选用刷镀、挂镀、滚镀、局部镀等。
电镀层与化学镀层相比具有镀层厚、结合力强、耐热、导电、耐磨、耐蚀性及焊接性好等优点,并可用于镀覆不同用途及特殊性能的镀层,如电磁屏蔽层等。
电镀工艺对制品表面质量要求较高,底材必须光滑无瑕疵,否则会明显地反映到镀层表面。制品形状应平滑,尽量避免夹角、直角、凹槽及加强筋,要去除内应力,否则会导致镀层剥落、起皮、裂纹等缺陷。
电镀工艺必须严格执行表面处理及电镀工艺的工艺规定和质量标准,否则会导致种种质量问题,另外,电镀液等介质为严重的污染源,必须妥善保管,避免污染环境。
3.真空镀膜
真空镀膜是一种干法工艺,常用的有两种方法,其一是在高真空条件下(10-2Pa级),将金属或金属化合物加热蒸发,使其蒸气凝结在制品表面形成均匀的金属薄膜,这种方法亦称为真空蒸发法或真空蒸镀。(www.xing528.com)
另一种方法称为磁控溅射镀膜法,是在真空条件下,利用电磁场作用产生的等离子体撞击阴极的金属体(亦称为靶体),击出金属原子并使其溅射在阳极的制品表面,沉积成金属膜。这种方法所需温度低,镀膜速率高,镀层反射性强,镀层结合力高,对表面活性低的PP、PE等聚烯烃塑料也有很好的镀覆效果。该法在镀膜过程中的环境温度远比蒸发工艺低,可适用于耐热温度较低的塑料品种。
真空镀膜工艺是一种较先进的方法,生产过程无污染、成本低、可进行连续或间歇式生产,选用的镀膜材料比电镀广泛得多,对塑料制品的材质也有广泛的选择性。用作镀层的常用金属材料有:铝、铜、银、金、铬、镍;Ni-Cr、Fe-Co、Cu等合金,不锈钢;氧化铝、二氧化钛、氧化硅等化合物。适合真空镀的制品材料有PP、PE、PET、ABS、PC、PA、PVA、F4、PVC、PF、PU及丙烯酸塑料等。
真空镀膜的功用有功能性及装饰性两类,也可两者兼有。该工艺常用于镀覆薄膜,可制作高介电常数、抗静电、阻隔密封各种气体、水和光线的薄膜,还可制作塑料制品的防电磁辐射层、反光膜、各色透镜膜及光盘的反射膜、透明导电膜、遮隔阳光中红外线或紫外线半透明膜、单向透光膜、镀膜包装膜、金银丝装饰品等。
真空镀膜适用于尺寸不大,形状简单的制品。被镀制品在真空下释放的气体及挥发物要少,故不宜用作镀饰泡沫制品。被镀制品必须干燥,内应力要小,由于真空镀膜复制制品表面状态的能力极强,所以制品表面必须洁净,光滑光洁(表面粗糙度值越低越好),无细微斑点、划痕、针孔等缺陷。
为防止镀层不连续或制品放气量大,在镀前往往先在制品表面涂装底漆,镀膜后为了提高耐磨、耐蚀、耐候性,提高反射性和美观性,经常在镀层外涂装聚氨酯等表层涂料。
4.其他镀膜工艺
(1)热喷镀 利用火焰、等离子射流或电弧等热源将熔化的金属微粒经喷枪用压缩空气喷到制品表面形成镀膜。其特点是表面处理较简单,但必须粗化处理,镀层表面不得残留腐蚀性介质。喷镀的金属可采用丝状或粉状的锌、铜、铝、镍及其合金、脆性金属和高熔点金属。该工艺虽然操作简便,但镀层多孔,防水性差,电导率低,且不适用于喷镀耐热性差的塑料制品。镀层较厚,表面较粗糙,一般需进行抛光等后处理。
(2)真空喷镀法 这是一种在真空室内利用特殊的喷枪将熔融金属雾化后的微粒喷射在制品表面上的方法。喷镀后的制品需再喷涂清漆作保护表层。这种方法镀层厚,可达30μm,不产生废液、废气,表面处理简单。
(3)喷雾镀银 利用喷涂法分别将银盐溶液和醛溶液(还原剂)同时喷镀于制品表面,两者混合后即发生还原反应使银离子沉积于制品表面成镀膜。通常,喷镀前制品需进行表面处理、上底漆及敏化处理,喷镀后表面再上面漆保护。
该工艺设备简单,投资少,可喷镀较大尺寸的制品,但材料消耗大,镀前、镀后都需反复清洗,对工作场所环境清洁度要求较高,同时必须加强废液回收和再利用。
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