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ABS塑料具有质轻、可塑性好、表面细致、光滑等特点,并可以根据需要制成不同形状,但存在硬度低、不耐磨等缺点,限制了其应用。复合电镀是在普通电镀基础上,通过加入高硬度、高耐磨性的复合粒子发展起来的一种表面处理技术。对ABS进行复合电镀可以大大提高镀层的硬度及耐磨性,扩展ABS塑料的应用范围,延长材料的使用寿命。 本文采用大粒度SiC颗粒为分散粒子,以Ni为基质金属,以ABS塑料为基体,先后采用粗化、敏化、活化(离子型活化和胶态钯活化)、化学镀铜、化学镀镍、电镀(铜、镍)、复合电镀(Ni-SiC)、霍尔槽实验、磨擦实验等多种实验方法,筛选出在ABS塑料磨头上电镀Ni—SiC复合镀层的新工艺,将塑料电镀与复合电镀有机结合起来,将塑料的质轻、易加工和SiC微粒的高硬度、强磨削力结合起来,获得的复合镀层结合力好,硬度高,耐磨性强。 通过对每一道工序的系统研究和实验,并综合考虑经济技术可行性和易操作性,确定了较佳的工艺流程和工艺规范。 (1) 通过反复实验,确定工艺流程:首先通过粗化、敏化、活化和化学镀铜,使塑料表面金属化,再电镀铜加厚铜镀层,增强后续镀层与塑料基体的结合力,然后预镀镍,最后电镀Ni—SiC复合镀层。 (2) 对于常用的各种活化工艺进行实验,综合考虑成本和可操作性,确定活化采用硝酸银离子型活化液。 (3) 在塑料表面金属化方面,对化学镀铜和化学镀镍都进行了系统的实验,并分别探讨了镀液配方及化学镀工艺条件对稳定性和镀速的影响。根据实验结果和所用试样的材料,最终选择化学镀铜进行塑料电镀前处理。 (4) 根据挂具设计的基本原则以及实验所用塑料零件的实际形状设计摘要 了电镀挂具,并利用现有设备进行改造进行Ni一siC复合镀。(5)对所得镀层的性能进行了检测,镀层中SIC粒子含量为20.11 (Vol%)且均匀致密;镀层的硬度和耐磨性分别提高到纯镍镀层 的2.68倍和4.1倍;结合力实验也表明镀层与基体具有良好的结 合力。此外,也提出了工艺中值得注意的几个问题。(l)粗化要适度。粗化不足和粗化过度都会降低镀层结合力,粗化不 足还易显露塑料基体,粗化过度,塑料易产生裂纹。(2)电镀铜时铜镀层必须具有一定的厚度,不应低于5林m,防止镀镍 后镀层起皱,从而影响镀层与基体的结合力。(3)电镀时镍阳极必须使用阳极套,并要经常清洗阳极泥,防止阳极 泥转移到磨头表面产生镍瘤。(4)Ni一siC复合电镀宜使用较低的电流密度。由于siC微粒不导电, 磨头实际被镀覆的表面积低于宏观表面积。若电流密度过大,超 过所允许的上限值,会析出大量的氢气,可能冲散表面覆盖的siC 微粒,而且易使磨头表面镀液PH值急剧上升而形成氢氧化镍沉 淀,导致镀层质量恶化。(5)镀层厚度应与siC微粒粒度相当。既要使微粒牢固地固定在镀层 中,又要防止镀层过份包裹微粒,使失去磨削作用。