電鍍:水鍍、濺鍍、蒸鍍的關係與區別;
電鍍一般可分為以下幾種:
1.蒸鍍:表面附着;
2.濺鍍:表面交換;
3.水鍍:分子結合。
蒸鍍(真空電鍍)和濺鍍都是採用在真空條件下,通過蒸餾或濺射等方式在塑件表面沉積各種金屬和非金屬薄膜,通過這樣的方式可以得到非常薄的表面鍍層,同時具有速度快附着力好的突出優點。真空蒸鍍法是在高真空下為金屬加熱,使其熔融、蒸發,冷卻后在樣品表面形成金屬薄膜的方法。蒸鍍用金屬為Al、金等。
1.導電性能方面的區別:一般的電鍍,就是指水鍍,水鍍是導電的,真空鍍現在有不連續鍍膜可以不導電,
2.表面附着力及耐磨性能的差異:因為電鍍一般是用作表面(外觀面),濺鍍主要是做內表面(防EMI,也有為小鍵做表面處理的,像一些按鍵)相對而言水電鍍的膜厚比較厚一點大約在0.01-0.02MM左右,真空濺鍍的膜厚在0.005MM左右,電鍍的耐磨性和附着力都相對好一些.
3.這些電鍍中,是否都可以做局部電鍍?是用什麼方法實現局部電鍍的?電鍍前是否需要什麼工藝處理?
常見的塑膠產品電鍍工藝有兩種:水電鍍和真空離子鍍。
(1)水電鍍:一般適用於ABS料、ABS+PC料的產品。主要工藝是將需電鍍的產品放入化學電鍍液中進行電鍍。根據客戶的不同需要,可鍍成不同的顏色,與高光銀色、亞銀色、灰銀色。因為電鍍后的產品其導電性顯着增強,對於某些需絕緣的部件怎麼辦?辦法有兩種:其一,在需絕緣的部位塗上絕緣油,該部位在電鍍時就不會被電鍍到,從而達到絕緣效果!當然,塗了絕緣油的部位會變黑,就不適宜作為外觀面了。其二,在需電鍍的部位用特殊的膠紙貼住,保護起來,同樣達到絕緣的效果。
(2)真空離子鍍,又稱真空鍍膜:一般適用範圍較廣,如ABS料、ABS+PC料、PC料的產品。同時因其工藝流程複雜、環境、設備要求高,單價比水電鍍昂貴。現對其工藝流程作簡要介紹:產品表面清潔、去靜電--〉噴底漆--〉烘烤底漆--〉真空鍍膜--〉噴面漆--〉烘烤面漆--〉包裝。
真空電鍍可分為一般真空電鍍、UV真空電鍍、特殊真空電鍍;工藝有蒸鍍、濺鍍、槍色等。
4.兩種工藝的區別:
水電鍍因工藝較簡單,從設備到環境得要求均沒有真空離子鍍苛刻,從而被廣氾應用。在珠三角很容易找到此類的供應商。而真空電鍍 供應商在惠州、東莞、深圳三地不是很多,在行業里比較 的也只有惠州遠宏真空電鍍廠等少數几家。
水電鍍有個弱點,只能鍍ABS料和ABS+PC料(此料鍍的效果也不是很理想)。而ABS料耐溫只有80℃,這使得它的應用範圍被限制了。而,真空電鍍可達200℃左右,這對使用在高溫的部件就可以進行電鍍處理了。像風嘴、風嘴環使用PC料,這些部件均要求耐130℃的高溫。另,一般要求耐高溫的部件,做真空電鍍都要在 噴一層UV油,這樣使得產品表面即有光澤、有耐高溫、同時又保証附着力。
5.兩種工藝的優缺點:
A、簡單來說,如真空電鍍不過UV油,其附着力很差,無法過百格TEST,而水電鍍的明顯好于真空電鍍!因此,為保証真空電鍍的附着力,均需後續進行特殊的噴塗處理,成本當然高些。
B、水電鍍顏色較單調,一般只有亮銀和亞銀等少數幾種,對於閃銀、魔幻藍、裂紋、水滴銀等,五花八門的七彩色就 為力了。而,真空電鍍可以解決七彩色的問題。
C、 水電鍍一般的鍍層材質採用“六價鉻”,這是非環保材料。對於“六價鉻”有如下的要求:
歐盟: 76/769/EEC:禁止使用; 94/62/EC:<100pPM;
ROHS:<1000ppm
如此严格的要求,国内一些水电镀厂家已开始尝试使用“三价铬”来替代“六价铬”;而真空电镀使用的镀层材质广泛、容易符合环保要求。
6. 电镀的目的:
一般来说,物体表面若想增加美观程度主要方法有以下三种:喷漆、抛光与镀膜等,而其中的镀膜就是我们所讲的电镀技术,事实上电镀的目的除增加物体表面美观外,还可因表层基材镀上金属镀层,而改变物体表面性质或尺寸,使其能达到本身材质所无法做到的事情,例如赋予物品的防锈、防止磨耗的功能,或提高导电度、润滑性、强度、耐热性、耐候性等,也由于电镀表面具有保护兼装饰效用,故广泛应用于日常生活物品上,像水龙头、水壶、汽车零件、手机外壳或不易看见的电路板等,甚至在其它尖端科技领域里,也有电镀技术的存在,例如:宇 宙飞船或人造卫星外壳上的反射板。相信曾经接触过电镀相关知识的读者应该都知道,电镀技术依不同的制造过程,大致可分成CVD︵化学气相成积︶与PVD︵物理气象相成积︶两种,也就是所谓的水电镀与真空电镀,笔者针对这两项不同的生产过程做个简单的说明,希望对电镀技术有兴趣的读者能有更深的了解。
A.水电镀的过程
电解沉积作用:首先说明水电镀部分,水电镀的过程通常由四个组件所构成,一为提供镀层金属离子的金属片、一为拥有镀层金属离子成分的电解液、另一则为被镀物,最后则是可提供直流电源的电源供应器。至于水电镀的过程,则是将提供镀层金属离子的金属片连接阳极,被镀物连接阴极,再将这两样物品沉浸在拥有镀层金属离子成分的电解液里,然后透过电解沉积过程,将阳极与阴极间输入电压后,吸引电解液中的金属离子游至阴极,还原为分子后即可附着在被镀物上形成一镀膜,同时阳极的金属再溶解,提供电解液更多的金属离子,使电解液内的金属离子能源源不绝的进行电解过程。
看到这大家可能还是雾煞煞,笔者就以实际钥匙欲在表面镀上一层铜来进一步说明,请大家看图A所示,在阳极上的金属片为纯铜片,阴极上则为钥匙,两者皆沉浸在含有硫化铜的电解液里,然后通电,此时电解液里的铜离子便会产生电解反应,不断还原为铜分子并附着于钥匙表面上,形成一铜质镀膜,而位于阳极上的铜片也会不断析出铜离子以提供电解液更多的铜离子,以上就是水电镀的基本反应过程。事实上某些情况下也可能会使用无法电解出金属离子的阳极金属片,例如石墨、铅或铅合金等,此时电镀过程就需添加新电解液补充镀着金属离子。值得一提的,面对非金属类的物品欲进行水电镀以增加表面质感时,例如汽车水箱罩,车门外把手等塑料零件的镀铬,由于这些物品本身无法进行导电作用,因此通常在这些物体的表面涂上一层铜或银等金属粉末,达到可导电作用后,再进行水电镀的动作,如此就能轻易将铬金属镀膜在塑料件上,不过也就因为铜与塑料两者间的特性相差太多,因此许多镀铬部品都是先从塑料与铜金属间的附着面开始生锈,也就是从内部生锈到表面,形成黑色斑点,而这也是水电镀的缺点之一。
B.真空溅镀的过程--高压电浆结合作用!
接下来介绍真空电镀部分,真空电镀顾名思义指的是整个电镀过程皆在真空环境中来进行,事实上真空电镀又可分成相当多的种类,不过笔者在此只针对利用﹁磁辐枪﹂增加镀膜效率的制造过程进行说明,此种真空电镀的方式同样由几个组件所组成,一为提供镀层金属离子的靶材、一为被镀品的基材、一为密闭真空舱、一为高压气体如氩气、一为磁辐枪、最后则是直流电场。至于操作过程,首先将连接阴极的靶材与连接正极的基材放于密闭真空舱内,并抽取内部空气使其真空度达到一定需求后,再导入高压氩气,然后导通两端电极,此时氩气会形成﹁电浆﹂状 态,而电浆中电子会去撞击靶材,将靶材的表面金属做正离子交换,使这些正离子产生游离状态,然后当被镀物﹁基材﹂旋转至靶材前,磁辐枪会将这些金属离子植压于施工品表面,以物理键结原理产生约0.02um厚度的金属镀膜,此时就算是完成金属真空电镀的基本步骤,之后再于成品表面施与高分子透明涂装覆盖保护,以维持硬度与耐用度,而上述所提到的所有过程,就是所谓的"真空溅镀"过程.
值得一提的,对于靶材的选择可概分为铝、铜、钛、锆、不锈钢等,最常见的材质为铝质靶材,主因在于此金属物质在真空状态下的加工,能拥有较佳亮度及较好的成本效益。
两种电镀技术优缺点--无毒无害是趋势:
以上述所介绍的两种电镀制程来比较,水电镀的生产器具成本较低,因此过去大量被电镀工业所采用,不过由于施工过程中会产生有害毒性化学物质,如三价铬、六价铬、氰化物、铬酸化合物等,而随着空气或废水排放而严重造成环境上的严重污染,甚至是人体健康的危害,造成结膜炎、肺炎、鼻腔黏膜鼻窦炎、溃疡、支气管炎、气喘、过敏性皮肤炎及神经性破坏毒害等,因此在2006年7月份起,欧盟国家已明令禁止所有违反︵ROHS︶规范之产品进入,而先进国家也陆续跟进,即使是中国大陆也将随此潮流跟进之。
反观真空电镀技术,由于镀膜施工过程都处于真空状态下,不与水或氢气产生化学变化,而生成有害化学物质,全程完全符合环保规范与诉求,加上完工后的质量稳定性较佳,加工成本亦 经济效益,因此目前大量使用于汽车铝圈镀膜,而在所有真空电镀中又以上述所介绍的溅镀工法最普及。事实上目前中国本土的真空镀膜科技技术水准已迅速提升,现今的真空电镀渐渐成为主流,取代传统水镀,其使用范围亦日渐广泛,不仅传统产业,连科技电子业皆已涵盖。
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