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    摘要：分析了ABS塑料在电镀铜/镍/铬时镀层出现起泡及终合力测试时镀层脱落的主要原因，包括塑件基体状态不良，注塑成型参数欠佳，电镀前处理不当，相邻镀层表面活性差等。给出了提高ABS塑件镀层结合力的措施，如选择优质的电镀鲴 ABS塑料，控制成型工艺参数，改善前处理粗化及电镀工序中的活化处理等。强调了采用正确的结合力测试方法的重要性。
1 前言
    ABS塑料电镀由简单的装饰用品已发展到高要求的电子、卫浴、汽车配件等工业领域。随着市场的竞争，ABS塑料电镀件的质量要求越来越高，尤其是物性测试中的镀层结合力。因此，更多的ABS塑料电镀厂家为保证塑件与电镀层之间的结合力而采用自动电镀生产线作业。由于ABS塑料工件品种多，注塑厂商为了降低成本，有时会选用品质较差的ABS塑料定型或采用不稳定的定型工艺注塑，而电镀工艺又难以改变塑材因素对塑料镀层结合力的影响，这一问题经常给ABS塑料电镀一线操作人员带来困扰，也给镀层表面质量管理增添很多麻烦，直接影响用户对产品的满意程度，使企业质量管理及生产成本增加。笔者根据多年从事ABS塑料电镀生产的实际经验，针对镀层与塑件间结合力差的缺陷进行了简单分析，从选择塑料、控制成型参数、加强电镀工艺管理等方面出发，提出一些应对措施。
2 ABS塑料电镀层结合力差的原因分析
    一般而言，造成ABS塑料电镀层结合力差的原因大致有4个方面：
    (1)塑料基体状态不良。
    (2)注塑成型参数欠佳，塑件内应力集中。    
    (3)电镀前处理不合理。
    (4)相邻镀层的表面活性差。
    此外，镀层结合力测试方法不当也容易造成误判。
2．1 ABS塑料基体状态的影响
    ABS塑料基体状态不良主要是指ABS塑料聚合体中8组分的B粒子(丁二烯)含量低于l8％或高于23％，及其分布不均匀。
    在化学粗化过程中，B粒子被溶去而AS骨架基本上不受腐蚀，故塑料表面形成了细密的显微凹坑，金属在这些凹坑中形成无数小按扣而产生铆合效应。B粒子含量偏少且粒大稀疏，或其含量过多且过于致密，都会导致塑件表面镀层铆合效应低，镀层与塑件附着力差。选用不同品牌的ABS塑料在相同条件下电镀半光铬后做百格测试，并参照ASTM D 3359—1997进行评级，结果如表1所示。半光铬电镀工艺为：前处理一表面金属化一焦铜(3 min)一清洗一活化一清洗一半光镍(3～5 min)一清洗一活化一清洗一镀铬(2～3 min)。  
表1在相同的电镀条件下，不同牌号的ABS塑料上半光铬镀层的结合力

    由表1可知，不同ABS塑料上镀层的结合力差异很大，在以ABS727和ABS3001M塑料注塑成型的镀件上制备的镀层结合力较好。此外，如果ABS塑料成型后的表面应力集中，未释放而直接电镀，也会造成镀层结合力差。
2．3电镀前除油与粗化工序的影响
    塑件表面有脱膜剂或油脂污染时，若除油不净，则粗化液不能直接到达塑件表面对其进行粗化。ABS塑件经除油后，在铬酸与硫酸混合粗化液中若腐蚀过度，塑件表面溃烂，不能形成形状规则的凹坑。所以，粗化不足或过度都会使镀层结合力变差[2]。造成粗化效果不良的原因有以下几点：
    (1)化学粗化中铬酸与硫酸的比例失调或偏低，粗化液中三价铬含量偏高。
    (2)粗化时间过短或过长。 
    (3)粗化温度过低或过高。
    (4)粗化液受到污染。长时间使用后，粗化液中溶解的丁二烯胶物过多，其吸附于塑件表面会阻碍粗化。
2．2 ABS塑料成型参数的影响
    塑料成型时，适当升高熔融温度和减慢注塑速度都有利于提高塑件与电镀层之间的结合力。采用ABS T-700-727塑料，以HTF86T机型分4套工艺参数注塑手机快门键，然后在相同的工艺条件下电镀光铬，所得镀层的百格测试结果列于表2。
表2 ABS塑料成型工艺参数对电镀光铬层结合力的影响

    由表2可知，熔融温度高、注塑压力低、模温高以及注塑慢，都有利于获得结合力良好的电镀层。但是，注塑时模温高于90℃易造成注塑件缩水变形，出模时易粘模；另外，注塑速度也要适当，若注塑时间长于10 S，则易出现夹水线，表面发朦，光泽度差。因此，要谨慎调整注塑参数。
    此外，ABS塑件成型几何形状复杂、壁薄或厚度不均，即使采用较佳的、稳定的注塑工艺，也难避免局部应力集中。电镀时，塑料与电镀层之间的结合力在壁厚不同的部分有差异。一般而言，塑件的壁越厚，镀层结合力越好[1]；壁薄的塑件表面应力易集中，电镀层的结合力较差。
2．4电镀层之间表面状态的影响
    塑件表面的活性是镀层结合力的关键，尤其是镀层与镀层之间的表面活性要求更高。镀层表面活性好，则镀层与镀层之间张力小，其结合力好。导致镀层之间表面状态差的原因有：
    (1)化学沉镍后酸活化不当。
    (2)酸铜与半光镍之间活化(微蚀)不够。
    (3)带电臂导电不好导致二次放电。
3 提高ABS塑料电镀层结合力的措施
3．1选择优质的电镀级ABS塑料
    推荐选用ABS727和3001M。对于结合力要求一般的产品，也可选用ABS747。
3．2严格控制注塑成型工艺参数
    (1)料筒熔融温度控制在230～250 ℃，注塑时间控制在10 S内，并适当提高模温，减小塑件内应力。
    (2)成型后的塑件用冰醋酸浸泡30～60 S，有裂纹者应剔除；表面出现“白霜”者应以60～70 ℃烘烤4 h，释放应力后再施镀。
    (3)塑件壁厚不均匀的产品除了要烘烤去除应力外，还需增加镀层中铜层的厚度。
3．3加强镀前处理
    (1)控制除油温度为50℃左右，增加超声波以增强除油效果。
    (2)粗化液中铬酸与硫酸的比例应控制在1：1，且三价铬含量不超过15 g/L。
    (3)粗化温度控制在62～68℃，时间5～10 min。
    (4)粗化液受到污染后，应更换1/3镀液并清缸 处理。半年应更新1/3粗化液。
3．4改善镀层的活化方法
    (1)化学沉镍后的塑件应在8～10 ml/L盐酸中活化。
    (2)电镀酸铜后，用含过硫酸铵5～10 g/L、硫酸5～10 mL/L的溶液活化处理0.5～1.0 min。
    (3)经常检查带电下槽的带电臂导电是否良好，停电时应将其取出，活化处理后再使用。
4 结合力测试时应注意的问题
    即使注塑与电镀工艺的各项参数都控制在最佳范围，但若测试结合力时的操作不规范，也会造成误判。 具体表现为：
    (1)选用的测试工具不当，界刀或百格刀不锋利。
    (2)百格测试时切割线条的宽度>0．2 mm。
    (3)粘贴胶纸的操作不当，如界刀在镀层上划格 (1 mm x l mm×100格)后用黏性胶纸粘贴时，用指甲挤压以排出胶纸内的空气，则易使已划割的镀层翘起而在撕拉时将镀层拉脱落。
    因此，统一测试方法并严格按照ASTM D 3359-1997标准操作，十分重要。主要注意以下几点：
    (1)按ASTM D 3359-1997标准，半光铬或塑件壁薄的产品应达到3B等级(即单格轻微脱落面积占全切总面积的5％～l5％)或以上，光铬则应大于3B等级。
    (2)用百格刀或界刀划格，线条宽度应<;0．2 mln，深度以划穿镀层为准。
    (3)ABS塑件镀层划百格后，建议选择3M600或3M610胶纸粘贴，垂直90°撕拉；
    (4)贴粘胶纸时应以大拇指轻轻反复挤压，排出胶纸内空气，不允许用指甲推挤。
    结合力测试时，若镀层百格测试后脱落仍见铜层，则说明镀层与镀层之间的表面状态不良；若镀层脱落后见塑料，则可判定是塑件基体状态不佳、注塑成型参数不合理或粗化工艺不当。

作者：吴水苟 
(深圳市宝安区松岗奔力塑胶电镀厂，广东 深圳 518105) 
资料来源：http://www.zgdiandu.com.cn

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