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电铸铜压花版的工艺优化

一、传统电铸压花版工艺:

电铸硬铜工艺广泛应用于皮革压花等方面。多年来所沿用如下传统电铸工艺流程:

硅胶克隆样品图案—版面拼接—通过银镜反映或涂铜粉进行导电处理—电铸铜1-2mm

—电铸暗镍0.1-0.5mm—电铸铜0.5-1mm—正面电镀光亮镍30-40nim—与钢板粘合。

在传统工艺中,电铸铜工艺为普通酸性电镀铜,工艺规范如表1。生产中一般不加任何添加剂,目的是为了保证铜层的延展性和柔韧性,但生产效率一般较低,一块图案层次较深的压花版要经过4-7天才能完成。

表1传统酸铜电铸工艺

镀液组成及工艺条件

含量及参数

硫酸铜

220 —260 克/升

纯硫酸

30—60  克/升

温度

30℃

阴极电流密度

1—1.5安培/平方分米

阳极电流密度

0.5—2安培/平方分米

阳极

磷铜(0.06%磷)

搅拌方法

压缩空气

传统电铸压花版工艺具有如下缺点:

第一,硅胶克隆样品图案容易使图案失真,原有的层次感会损失。

第二,银镜反映或涂铜粉进行导电处理后电镀质量差,银镜反映后,由于银层很薄,再加上底层硅胶很软,不能有效的进行前处理,所以电镀一般结合力不是太好;涂铜粉导电处理,很大程度上受涂铜粉质量的影响,容易出现上镀慢,甚至会有漏镀点,以及镀层不致密,厚薄不均匀,整平性差等质量缺陷。

第三,电铸铜生产效率过低,生产周期过长。

第四,由于传统电铸铜的硬度较低(一般不超过80HV),所以图案层次较深的版必须电铸镍层来增加其强度,使生产成本成倍增加。同时镀层的整平性,添平性较差,不但增加了镀后的加工难度,还会有较大的浪费。

第五,压花版的正面需要镀光亮镍,因为底层过于粗糙,要想达到光亮效果,必须有足够的时间,短时间出光难度很大,生产成本较大。

二、新电铸工艺优化

新电铸工艺流程:树脂克隆样品图案—版面拼接—化学镀镍或铜—电铸铜2.5-4mm—电解抛光或化学抛光—正面电镀光亮镍5nim—与钢板粘合。工艺特点如下:

可用固化速度比较快的树脂进行图案克隆,树脂固化后强度比较高,不会产生变形,图案的层次损失较少。

可通过塑料化学镀的方法进行化学镀镍或铜,但要注意前处理的粗化过程,力度不要太大,以免使树脂板与化学镀层的结合力过高,影响电镀后的分离。因为化学镀层均匀性、整平性等整体质量较好,因此会使后工序的电镀质量有大幅度的提高。

因为传统压花版电铸工艺为了追求良好的柔韧性,不加任何添加剂,所以镀层的整平性较差及生产效率较低。为了解决这个问题我们大胆尝试了电镀硬铜工艺(见表2),经过实验电镀硬铜工艺的镀层硬度可达到200HV以上,镀层的柔韧性较好,适合机械加工,同时强度较高,中间不需要电铸镍层就能达到压花版的强度要求,镀层的整平性和添平性都有大的提高,能有效降低了镀后的加工余量。同时生产效率有三倍以上的增加。

表2电铸硬铜工艺

镀液组成及工艺条件

含量及参数

硫酸铜

220—260 克/升

纯硫酸

50—60  克/升

氯离子

60—90 毫克/升

 添加剂-mu(开缸剂)

6—8毫升/升

添加剂-1(补充剂)

50毫升/千安时

添加剂-2(补充剂)

50毫升/千安时

温度

30—35℃

阴极电流密度

3—5安培/平方分米

阳极电流密度

1—2安培/平方分米

阳极

磷铜(0.06%磷)

搅拌方法

压缩空气

注:添加剂为自配。

由于新工艺采用化学镀层做为导电层,镀层的质量有大的提高,所以电铸版与树脂板脱离面的整平性也是比较高的,通过简单的机械抛光(比如钢丝刷打磨),就能得到比较光亮的底层,有条件的话也可采用化学或电化学抛光,效果就更好,再电镀光亮镍,一般5分钟就能得到较高的光亮度。

自配的添加剂的性能稳定,大处理的周期长,生产过程中容易控制,镀层的整平性高,添平能力强,光亮范围宽,且配制成本较低,只有商品添加剂的1/5左右。通过多次电解实验完全可以在生产中使用。

镀层水基脱水防变色剂的应用

青岛市城阳区 田卫东(13070855886)

金属表面处理行业中离不开水的清洗,特别是最后的清洗工序更为重要。如果清洗不好,将直接导致水渍、发花的弊病。特别是在水质变差、水价高,而又有的厂没有去离子水的情况下,FA脱水剂可起到了很好的效果。

1脱水剂及防变色的作用机理。

1.1 脱水原理。

脱水剂又称为切水剂。是一种水溶性的透明粘稠液体。使用时需稀释20-100倍。零件电镀结束后,在脱水剂溶液中浸泡5-10秒钟,零件表面会吸附一层非常疏水性的薄膜,清洗后,残留的水膜与金属表面的接触角由0°逐渐增大,当触角增大到一定程度时(90°以上),水膜就会卷缩成水滴脱离金属表面,达到脱水的目的。

1.2 防变色的作用机理。

由于脱水剂防变色剂中含有优良的缓蚀剂和稳定剂,因此,在脱水的同时能有效的提高金属表面的防变色能力。缓蚀主要以有机含氮化物为主,在工件表面可进行很好的吸附,达到较好的防变色能力。

2实验比较

2.1在大面积镀锌蓝白钝化膜上实验。

同取二片长25cm、宽15cm大的工件。电镀锌后进行蓝白钝化。A片使用不脱水的老工艺;B片加FA脱水剂10毫升/升。同样的条件进行自然干燥。A片表面存在一层均匀的水膜,需交上时间才能干燥,且最后干燥的部分出现黄斑。而B片浸泡脱水防变色剂并清水冲洗后,水马上从工件上脱离,整片均匀,无水花,无黄斑。

选择了一厂家镀锌加工的一种基本比较平整,光洁度要求很高的出口加工件上。经白色钝化再用FA脱水剂后很好的解决了水渍的问题。

2.2在铜机体上防变色的实验

取两片铜试片,用800目水磨砂纸同时打磨光亮,均匀,冲洗干净。一片浸脱水剂,一片没有经脱水剂的试片很快长出红色铜斑,而经FA脱水剂的试片放置五天没有丝毫变化。

2.3在镀镍件上的应用

众所周知,镍层多空且易变色发黄,而要镍层很好的保护、不变色,需要达到一定的厚度。然而镍价的上涨,导致成本难以接受。根据西安中大科技得张宝根教授实验发现,传统的重钾酸钾,苯并三氮唑等传统的封闭方法,不但不能封闭微孔反而使微孔增加,镀层表面微孔锈蚀加剧。不宜用作镀镍表面的缓蚀材料。同一滚筒滚出的镀镍件,一部分经脱水剂,一部分不经脱水剂放置半个月后。经FA脱水的几乎没有变化,而没经脱水剂的与之对比出现了微黄的颜色。

2.4在装饰镀铬件上的应用

采用原有自然干燥方法,装饰镀铬后的零件表面存在水花,影响外观。使用FA脱水剂后,水花基本消失,零件表面附着一层疏水性的薄膜,手感很好。使用脱水剂后,产品可提高一个档次。

2.5镀锌黑色钝化后的应用

镀锌黑色钝化膜具有极高的耐腐蚀性。在黑锌钝化后的清洗中在家一道含有5%FA脱水剂的清洗,大大减少了压缩空气的力度,并且有效的解决了螺丝黒锌件丝部分发黄现象,且提高黑锌件放置一段时间有清光的现象。

2.6用醋酸铅对比防锈实验

同取二片经蓝白钝化的试片,一片经FA脱水剂脱水,一片没经脱水,同时干燥24小时后,用0.5%的乙酸铅滴之。

A片:未经脱水

B片:经FA脱水

结论:通过以上小实验以及生产中的应用,证明,FA脱水剂能有效的减少水花现象是水迅速的在工件表面脱离,且有一定的防变色与防护能力。

分类:滚塑 电铸
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 2008-04-25 14:25