电铸大致可分为三类,即装饰性电镀(以镀镍-铬、金、银为代表)、防护性电铸(以镀锌为代表)和功能电镀(以镀硬铬为代表). 电铸是利用电镀法来制造产品的功能电镀之一。 最近几年,由于电铸用于制造宇航或原子能的某些零件,它已作为一种尖端加工技能而为人们所瞩目。(此外通过电镀使金属与金属相结合的所谓“电结合技能”也进行了研究。这种电结合的金属不会因热而改变金属材质的机器性能和物理性。)
电铸特色与电铸制品
电铸法的优点:
1、 能进行超精密加工(复制精度好)。电铸最主要的特色是它具有高度“逼真性”。电铸乃至可复制0.5微米以下的金属线。例如:1英寸的宽度内,有2500根3.5微米的超细线的电视摄像机用的高精度金属网(超细金属网),就利用了电铸法进行生产的。而喷鼻香烟过滤嘴的纤维,也是利用纤维素通过超细金属网制成的,这是用其他金属加工法所不能达到的。电铸复制的精度是非常高的。高精度金属网的制造法,是在底板上用摄影制板技能按须要涂上绝缘层(保护层),然后以此作为模板进行电铸。
2、 能调节沉积金属的物理性子。可以通过改变电镀条件,镀液的组分的方法来调节沉积金属的硬度、韧性和拉伸强度等。还可以采取多层电镀、合金电镀、复合电度镀方法得到其他加工方法不能得到的物理性子。
3、 不受制品大小的限定。只要能够放入电镀槽就行。
4、 随意马虎制出繁芜形状的零件。
电铸法的缺陷:
1、 操作韶光长。例如:用3A/dmm的阴极电流密度沉积3mm厚的镍层,须要25h20min。即利用是小薄零件要镀厚层时,本钱很高,但是电镀过程中可以无人管理。
2、 要有履历和闇练技能的职员操作。电铸装置是大略的,但在复制繁芜形状的模型中要制造母模、导电层处理、剥离处理等,这些工序都哀求有履历和闇练技能的职员才能操作。
3、 必须有很大的作业面积。纵然是小制品,也须要有镀槽、水洗槽等平面支配,废水处理装置必须有相称大的作业面积。
4、 除了要有电镀操作技能外,还必须有机器加工和金属加工知识。电铸法并不是单用电镀操作而制出制品,还要进行衬底加工、研磨等机器操作,以是必须具备这些方面的知识和技巧。
电铸制品
1、 制造复制品。包括原版录音片及其压模、印模、粗糙度标准片、美术工艺品、建筑五金、佛具等金属五金类。
2、 制造模具。包括塑料成形模具、冲压模具、镍-钴-钨硬质合金电铸模具、印刷用字母等。
3、 金属箔与金属网的制造。印刷线路板用铜箔,各种金属网、平板或旋转过滤网(印染、电器及电子零件用)、分外刀片等。
4、 其它。用于制造电火花加工电极、防涂装遮蔽板、金刚石锉刀、钻头、波导管,贮藏液态氢的球型真空容器,熔融盐电解制造钨等耐热金属的透平叶片,从非水溶液制造铝太阳能集热板等。
电铸工艺流程:①→②→③→④→⑤→⑥
① 基板
② 涂感光膜
③ 曝光
④ 显影
⑤没有感光膜的区域电铸镍
⑥ 电铸的镍层与基板分离后的模板成品
电铸件在手机装饰中运用比较多,如方向键、表面銘板、标识牌等。它的档次较高、金属质感强、耐磨性好。电铸分立体模具和平面模具制作。
一、立体模具制作
电铸件加工流程如下:
1. 原始模具 模具材质为铜、钢、镍(制作镭射效果另论)。加工方法,一种是利用立体雕刻机,刀头只有0.1mm,一种为精密CNC,光面用CNC加工出来。模具与所需零件是反型的,还有一种是采取堕落。
2. 原始模具放到电解槽中,镀镍。厚度由电解韶光和电流大小决定,厚度也会有一定的浮动,尖点的地方会厚一些。得到的模具和零件一样。
3. 把上道工序镀出的零件剥离,作为模具再镀10~12小时,有0.5mm厚,得到的模型与零件反型,称为一级模。
4. 一级模再电镀一次,称为二级模,进行微处理,得到的模具和零件一样。
5. 二级模通过同样的工序处理成为三级模,与零件反型。
6. 三级模通过同样的工序处理成为四级模,形状与零件一样,可以用来作为样品(打样)。样品为2~5件。以上每一套模具都要进行微处理,处理成两种效果,一种是光面,用砂纸或抛光机进行抛光,另一种是麻面,处理方法有喷砂、堕落、电火花加工等。
7. 在四级模的根本上复制出凸模,再用凸模复制出凹模,如此循环复制,再把所有的凹模联板焊接成为模具,再此根本上电镀出的为成品。模具大小一样平常为320×280mm。产品的价格取决于一块模具能够排多少件凹模,即一次能生产多少件成品。一张模具的利用寿命不超过十次。电铸出的产品用切割机切割成产品,然后背胶,用模切机切边。一样平常模具用镍作材料,材质比较硬,复制的次数较多。铜材相对易磨损。电镀时用的防护层为PVC类塑胶。
镭射效果
镭射的彩色效果是靠表面的细碎面对光进行的不同方向的反射形成的。镭射面很细微,随意马虎磨损,以是一样平常凹进去。
在电铸时可以制作出各种效果
镭射面四级模(凹模)复制出凸模不深于3mm拉丝光面
制作镭射效果须要镭射基板
制作过程(不同哀求过程会略有不同):
1、 在镭射基板上涂上感光液,再覆盖上根据所需字体或图案制作的菲林,然后光照感光。把稳,只有所需图案和字体部分感光,形成保护膜。
2、 将没有保护液的地方去除(雕刻、堕落)。电镀出一级模。
3、 一级模电镀出二级模,用CNC加工出侧面形状,抛光。厚度约为3mm。
4、 二级模电镀出三级模。
5、 微处理三级模,电镀出四级模,再进行表面处理(麻面、拉丝),可以得到样件。样件须要三严密一个月的韶光。
表面效果搭配:
[$#1048698] 镭射
[$#1048698] 光面
[$#1048698] 麻面
[$#1048698] 拉丝
[$#1048698] 字体(图案)
二、平面模具
[$#1048698] 特点是薄、亮、形状自由
[$#1048698] 产品超薄,厚度为0.05~0.15mm
[$#1048698] 模具材质为铝、不锈钢 ,冲压成型。
[$#1048698] 电镀颜色有银色,金色(镀金),黑珍珠色(镀黒珍珠镍)。
[$#1048698] 表面效果有光面(需光板),麻面(电化学堕落、颜色丰富、单色),拉丝(电化学堕落)。
顺便提一下水晶标牌
运用于冰箱上的标牌等。
构造如下:
聚氨酯
印刷层
基材
基材为纸、PVC、PC等。
在基材上丝印,形成印刷层。
由滴胶机滴透明的聚氨酯(硬质或软质,有固化剂)到印刷好的基材上,固化。
电镀
电镀便是利用电解的办法使金属或合金沉积在工件表面,以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。
电镀的一样平常浸染:
1、防堕落;
2、防护装饰;
3、抗磨损;
4、电性能:根据零件事情哀求,供应导电或绝缘性能的镀层
5、工艺哀求。
常见镀膜办法先容:
1、化学镀(自催化镀) autocalytic plating
在经活化处理的基体表面上,镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程,通过这样的过程才能进行后期电镀等处理,多作为塑件的前处理过程。
2、电镀 electroplating
利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程,这种工艺过程比较烦杂,但是其具有很多优点,例如沉积的金属类型较多,可以得到的颜色多样,比较类同工艺较而言价格比较低廉。
3、电铸 electroforming (见电铸篇)
通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品(能将铸模和金属沉积物分开)的过程。这种处理办法是我们在哀求末了的制件有分外表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或分外的锐角等情形下利用,一样平常采取铜材质作一个部件的形状后,通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上,常日沉积厚度达到几十毫米,之后将形腔切开,分别镶拼到模具的形腔中,注射塑件,通过这样处理的制件在棱角和几个面的界线上会有分外的效果,知足设计的须要,常日我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界线分明的塑胶件质量哀求较高的常日都采取这样的手段作设计。棱角分明的按键板在制造上采取电铸工艺的话,会达到良好的外不雅观效果。
4、真空镀vacuum plating
真空镀紧张包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型,它们都是采取在真空条件下,通过蒸馏或溅射等办法在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜,通过这样的办法可以得到非常薄的表面镀层,同时具有速率快附着力好的突出优点,但是价格也较高,可以进行操作的金属类型较少,一样平常用来作较高档产品的功能性镀层,例如作为内部屏蔽层利用。
电镀工艺过程先容:
就塑胶件而言,我们常见的塑胶包括热塑性和热固性的塑料均可以进行电镀,但须要作不同的活化处理,同时后期的表面质量也有较大差异,手机中一样平常是ABS电镀,有时也利用不同塑胶料对电镀活化哀求的不同前辈行双色注塑,之
后进行电镀处理,这样由于一种塑胶料可以活化,另一种无法活化导致局部塑料有电镀效果,达到设计师的一些设计哀求,下面我们紧张就ABS材料电镀的一样平常工艺过程对电镀的流程作一些先容。
去应力:由于塑件注射后均存在应力,为了电镀后变形的只管即便减少,以是多用冰乙酸浸泡塑件去除应力。
脱脂:为了担保粗化时对溶液的均匀打仗,须要将塑件上的油腻通过中低温碱性药剂去除掉。
粗化:一样平常通过采取高铬酸溶液将塑件表面粗化,担保与溶液打仗面积。
中和、还原、浸酸:去除塑料表面残留的强酸、强氧化物及杂质用于活化之前,增加塑料表面的亲和性。
敏化:在塑件表面吸附还原性的两价锡离子,为活化作准备事情。
活化:为了电镀金属的须要,在塑胶件的表面吸附一层有催化活性的贵金属层,如Ag等材质
还原或解胶:活化洗濯后要还原处理,提高表面活性,加快沉积,同时去除残留在表面的活化液,防止带入化学镀液中引起分解
化学镀:在塑胶电镀前要形成导电性良好的金属镀层,镀层均一、连续性好,担保电流可以形成回路担保电镀进行。
电镀:一样平常采取铜、镍、铬三种金属复合电镀在塑件的表面,形成表面装饰层。
下面是电镀效果先容
电镀设计基本哀求:
1. 基材最好采取ABS材料,ABS电镀后覆膜的附着力较好,同时价格也比较低廉。
2. 塑件表面质量一定要非常好,电镀无法粉饰注射的一些毛病,而且常日会使得这些毛病更明显。
3. 在构造设计时也要关注形状要适宜于电镀处理:
1) 表面突出最好掌握在0.1~0.15mm/cm,只管即便没有尖锐的边缘。
2) 如果有盲孔的设计,盲孔的深度最好不超过孔径的一半,不要对孔的底部的光荣作哀求。
3) 要采取适宜的壁厚防止变形,最好在1.5mm以上4mm以下,如果须要作的很薄的话,要在相应的位置作加强的构造来担保电镀的变形在可控的范围内。
4) 在设计中要考虑到电镀工艺的须要,由于电镀的事情条件一样平常在60度到70度的温度范围下,在悬挂的条件下,构造不合理,变形的产生难以避免,以是在塑件的设计中对水口的位置要作关注,同时要有得当的悬挂的位置,防止在悬挂时对有哀求的表面带来侵害,如上图的设计,中间的方孔专门设计用来悬挂。
5) 其余最好不要在塑件中有金属嵌件存在,由于两者的膨胀系数不同,在温度升高时,电镀液体会渗到缝隙中,对塑件构造造成一定的影响。
4.在塑件的加工时,要关注到几个问题,其一塑胶料在加工时要充分烘干,否则残留的水分会对塑件表面造成气孔、流线纹等毛病,严重影响电镀的效果,其余只管即便避免利用脱模剂,由于脱模剂的利用会对电镀膜的附着力产生影响。
电镀件设计把稳事变:
1、电镀件镀层厚度对合营尺寸的影响
电镀件的厚度按照空想的条件会掌握在0.02mm旁边,但是在实际的生产中,可能最多会有0.08mm的厚度,以是在有滑动合营的位置上,单边的间隙要掌握在0.3mm以上,才能达到满意的效果,这是我们对电镀件合营时须要作的关注。
2、镀件变形的掌握
由于电镀流程中,几道工序的事情温度都在60℃~70℃,在这样的事情条件下,悬挂的工件极易发生变形,如何掌握制件的变形是我们在加工中关注的一个问题,在同电镀厂工程师的互换后认为关键在于要在塑件构造上充分考虑挂接办法和支撑构造的设计,目的便是增强全体架构的强度,一样平常的做法都是在注射的流道构造上设计各种构造,即担保了塑流的添补又加强了整体的构造,电镀的时候,一起进行电镀,电镀后剪掉浇道得到末了的成品。
3、局部电镀哀求的实现
在我们的设计中常常哀求在制件表面的不同局部实现不同的效果,在电镀件上也常常涌现这样的需求,我们常日采取以下三个方法来实现这个功用:
(1)如果可以分件,建议做身分歧的部件,末了装置成一个零件,在形状不
繁芜并且组件有批量的条件下的情形下,开一套小的模具注射的用度会形成比较明显的价格上风。
(2)如果是在不影响外不雅观的局部哀求电镀,常日可以采取加绝缘油墨后进行电镀的方法进行加工,这样喷涂了绝缘油墨的部位就会没有金属覆膜,达到哀求,实在这是我们在设计中常常涉及到的一个部分,由于电镀后的制件会变硬变脆,是我们不肯望得到的结果,以是尤其在按键这类的制件上它的拐臂是我们不肯望被电镀上的部分,由于我们须要它有充分的弹性,局部电镀在这个时候就非常必要。在其余的情形下也常用到,类似于PDA这类的轻巧的制品,一样平常电路板直接固定在塑胶壳体上,为了防止对电路的影响,常日在同电路有打仗的部分均进行绝缘处理,这时多采取油墨的办法来进行电镀前对局部的处理。
电镀设计中须要局部喷涂绝缘油墨时,电镀的部分要形成连通的回路才可以对各个局部形成良好的电镀层,如果各个电镀表面被分割成好多部分,就无法实现均匀的电镀效果。只有这样形成良好的回路可以让电流和液体中的电离子良好的反应,才能实现良好的电镀效果。
(3)其余一种办法便是采取类似双色注塑的工艺,一样平常如果有双色注射机,可以将ABS和PC分不同的阶段注射,制成塑件后进行电镀处理,在这样的条件下,由于两种塑料对电镀液的不同附着力导致ABS部分有电镀的效果而PC部分没有电镀的效果,从而达到哀求,其余一种办法便是将制件分成两个部分,先将一个部分进行注射后进行电镀处理,然后将处理后的制品装入其余一套模具中进行二次注射得到终极的样品。
4、稠浊电镀对设计的影响
我们在设计中常常采取高光电镀和蚀纹电镀的效果共同浸染在一个制品上
得到分外的设计效果,常日在设计中建议采取较小的蚀纹,这样效果会比较好,但这样的设计时,为了不会使蚀纹的效果被电镀所粉饰,有时会电镀两层后就不进行电镀,这样的后果是电镀第二层的镍会比较随意马虎氧化变色,影响设计的效果。
5、电镀效果对设计的影响
这里紧张指如果进行有颜色的电镀效果时,要提交色差表,由于电镀后的颜色无法做到均匀同等,不同的制件会有较大的差距,以是要供应可以接管的颜色差距值。
真空蒸镀
真空蒸镀法是在高真空下为金属加热,使其熔融、蒸发,冷却后在样品表面形成金属薄膜的方法。
加热金属的方法:有利用电阻产生的热能,也有利用电子束的。 在对树脂履行蒸镀时,为了确保金属冷却时所散发出的热量不使树脂变形,有必须对蒸镀韶光进行调度。此外,熔点、沸点太高的金属或合金不适宜于蒸镀。
真空蒸镀流程:
1、 脱脂处理 用丙酮或酒精进行洗濯
2、 表面处理(必要时) 电晕(corona)放电处理,紫外线照射处理等。
3、 底面涂布/硬化处理(必要时)
为了得到精美的蒸镀膜,有时必须进行底面涂布处理。进行底面涂布处理可以得到以下的效果:
(1)、改进树脂与蒸镀膜之间的密接性
(2)、将成型品表面的眇小凹凸部分填平,以得到如镜面一样的表面
无论是为了得到反射镜浸染而履行真空蒸镀,还是对密接性较低的夺钢进行真空蒸镀时,都必须进行底面涂布处理。底面涂布工艺基本与涂布工艺相似。如一样平常的涂料一样,可以利用喷枪进行喷涂。
4、 真空蒸镀工艺 蒸镀金属为铝、金等。
5、 表面涂布/硬化处理(必要时)
由真空蒸镀所产生的金属薄膜相称的薄,为了利用外界的化学、物理等性能,以达到保护蒸镀膜的目的,有时须要履行表面涂布处理(或过量涂布)。
表面涂布便是利用人们所说透明的涂料,与底面涂布一样,采取与涂布相同的工艺进行涂布、固化。
喷镀
喷镀象电镀或蒸镀一样,是在树脂等表面涂布金属薄膜的手腕之一。只管喷镀与蒸镀在技能上非常相似,但蒸镀是在减压容器内,使加热、蒸发的金属蒸气附着在树脂表面;而喷镀是让加速离子与金属发生碰撞,在反浸染力的浸染下使开释出的金属原子附着在树脂的表面。由于金属原子的能量低于蒸镀能量,纵然是耐热性较差的树脂材料,在其表面亦可天生稳定性良好的金属薄膜。此外,还可天生合金、高熔点的金属膜。因须要大型中间电极,故,极少看到喷镀金、银这样高价金属的范例。
喷镀工艺流程:
1、脱脂处理
用丙酮或酒精进行洗濯
2、表面处理(必要时)
电晕放电处理,紫外线照射处理等
3、底面涂布/硬化处理(必要时)
4、喷镀工艺
5、表面涂布/硬化处理(必要时)
采取喷镀方法得到的金属薄膜相称的薄,此外,因金属氧化等化学反应引起金属薄膜生锈或变色,终极导致金属薄膜的破坏。特殊是想铝这样比较软的金属,因磨损等缘故原由导致金属薄膜受伤,严重时会涌现剥离。为了利用外界的化学、物理等性能,以达到保护蒸镀膜的目的,有时须要履行表面涂布处理(或过量涂布)。表面涂布便是利用人们所说透明的涂料,与底面涂布一样,采取与涂布相同的工艺进行涂布、固化。