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电镀材料外观不良的有效应用评价手段——金相分析

作者:admin    添加时间:2014-10-20 06:41:58    浏览量:5896

因现代人对金属件有天生的爱好,且金属质感可瞬间提高汽车的档次。塑料电镀件越来越多用于汽车的装饰件与结构件,如格栅饰条,车标,门把手,出风口,牌照板等。装饰件对于汽车来说有“先声夺人”的视觉效果,因此汽车厂商纷纷对其外观与长期使用性能都进行了严格的规范,保证其品质。

 

将ABS或PC/ABS塑料进行电镀的过程,是一个繁琐的复杂工序,容易出现麻点、镀层开裂及起泡等问题。针对这些失效问题,我们需要用到一些有效的失效分析技术,可分析其失效的原因。常见的几种分析方法有外观检查、X射线透视检查、金相切片分析、热分析、光电子能谱分析、显微红外分析、扫描电镜分析及X射线能谱分析等。

 

因电镀工序复杂,无论哪个环节出现问题,都有可能出现麻点、镀层开裂及起泡等外观不良。故而找到一种可以评价外观缺陷是否与塑料基材有关的分析手段至关重要。而金相分析就是这样一种行之有效的方法。下面让小编来全方位讲解这种上佳的分析手段。

 

首先让我们了解一下金相分析过程。

 

由于研究材料各异,金相显微制样的方法也是多种多样,针对塑料电镀件其程序通常可分为取样、镶样、磨光、机械抛光(或电解概抛光和化学抛光)、腐蚀等几个主要工序,无论哪一个工序操作不当,都会影响最终效果。如图所示:

 

 

1、取样:选择合适的、有代表性的试样是进行金相显微分析的极其重要的一步,包括选择取样部位、检验面及确定截取方法、试样尺寸等。

 

2、镶样:采用冷镶嵌的方法,将环氧树脂和固化剂按一定比例配方进行固定,这样试样的固定比较牢固,并且磨制后没有镀层倒边、剥离现象。镶嵌时,首先将试样截面较平的一端倒置在平整的模具板上;按配方将环氧树脂和固化剂混合并调整到粘稠状,缓慢倒入磨具内至填满为止,放置一段时间后待填料固化即可。

 

3、磨光:砂纸朝外向下倾斜(从操作者方向看),粘贴在平板玻璃上磨制时,将试样磨面平后在砂纸上,直线向前推。退回时离开砂纸,这种反复进行,直到旧的磨痕全部消失,在整个磨面上得到方向一致均匀的新磨痕边止。每换一道砂纸之前,必须先用水洗去样品和手上的砂粒,并擦干,然后将试样旋转90°在次级砂纸上磨制。

 

4、抛光:经过砂纸细磨的试样还需进行抛光,抛光的目的是去除细磨时遗留下来的磨痕而获得光亮的金属表面。试样的抛光是在抛光机上进行,抛光机转速100~150r/min 抛光时在抛光盘盘面上覆有丝绒等织物,并不断在试样上滴注抛光液,抛光液是由Al2O3 Cr2O3 或MgO等极细粒度的磨料加水形成的悬浮液,依靠抛光液中极细的抛光粉末与试样磨面间产生的相对磨削和滚压作用来消除磨痕抛光时应使试样磨面均匀地压在旋转的抛光盘上,并沿盘的边缘到中心不断做径向往复运动。

 

5、腐蚀:将已抛光好的试样用水冲洗干净或用酒精擦掉表面残留的脏物;将试样磨面浸入腐蚀剂中或用竹夹子或木夹夹住棉花球沾取腐蚀剂在试样磨面上擦拭,抛光的磨面即逐渐失去光泽;待试样腐蚀合适后马上用水冲洗干净,用滤纸吸干或用吹风机吹干试样磨面,即可放在显微镜下观察。

 

以下常见的电镀缺陷与金相光学显微镜图:

 

 

 

通过显微镜观察可以得知导致电镀缺陷的主要原因有:

(1).镀层脱落 镀层与塑料件之间或镀层之间的附着力不够。一般是粗化不足或过度,铜层或镍层氧化引起的。

(2).白雾 电镀件表面缺少光泽,呈现白雾状外观。主要原因为镍层夹带杂质、污染,或被钝化形成。

(3).起泡 电镀层里有空气,镀层局部被氧化,或塑料件含有水份及杂质,一般以小面积形状出现。

(4).漏镀 塑料件局部没有镀上金属。一般是粗化不足或过度,钯活化不充分,局部化学镍未镀上造成。

(5).开裂 由于镀镍有机杂质偏高使镀层脆性较大,或铬层厚度太厚引起。

(6).麻点 ①注塑件表面缺陷(麻点,油污/灰尘等污染); ②溶液杂质较多,杂质净化不彻底; ③厂房内粉尘及其它污染物; ④清洗水杂质; ⑤厂房内酸雾易腐蚀镀层产生麻点; ⑥设备故障造成零件掉落,产品长时间浸泡于药水中,镀层溶解,生成杂质; ⑦搅拌空气源有尘埃及其它污染物; ⑧挂具结瘤溶解于溶液,挂具破胶不易清洗,污染药水,等

(7).露底麻点 镀件微小的漏镀部分,如针孔一样大小。主要形成原因:挂具结瘤带入杂质而溶解在钯缸及化学镍溶液;厂房内铬酸雾、盐酸雾污染零件表面;粗化,钯缸,解胶,化学镍等前处理溶液杂质。

(8).针孔 主要是镀镍层表面张力偏高,湿润剂量偏低而在镀层表面形成微小的孔穴,但不露出塑料基体。

 

但是由于该方法具有破坏性特点,一旦进行了切片,样品就必然会遭到破坏;同时该方法制样要求高,制样耗时也较长,需要训练有素的技术人员来完成。

 

总的来说,金相分析是评价电镀外观不良行之有效的方法,是判断麻点、镀层开裂及起泡等不良是否与塑料基材相关的重要分析手段。