硅橡胶模具铸铜成型工艺标准.doc
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1、硅橡胶模具铸铜成型工艺硅橡胶模具铸铜成型工艺随着人民生活水平的提高,旅游业的兴起。旅游工艺品高档化、金属化发展。利用模具硅橡胶铸造真铜、真镍等金属工艺品,达到了精密铸造的程度开发了系列旅游纪念精品。硅橡胶模具铸铜技术是运用离子导入在模具上铸铜,不受任何条件限制。数小时后在模具的表面形成一定厚度的纯铜。不受好铜次铜的限制是铜就可利用,它完全区别于传统的翻砂铸造,且无腐蚀、无污染、设备仅需 2000 元左右即可制造高档旅游工艺精品,名人浮雕字画、纪念品等系列产品。硅橡胶模具铸铜要对模具进行预处理,一般要经过除油和刷涂导电粉 2 个步骤除油的目的是清除模具表面的油、蜡、刷涂导电粉是在模具上吸附导电粒
2、子以利化学铸铜1 1除油除油根据硅橡胶模具的特点选用有机溶剂除油、除蜡,然后再将其放入氢氧化钠溶液中,这种方法可加快除油的过程。除油的的步骤是:把硅橡胶模具浸入硝基稀料或聚酯稀料中(10 分钟),用水清洗,然后浸到lmol1llaoll 溶液中(10 分钟)。用水清洗,然后用电吹风吹干。2 2刷涂导电粉。刷涂导电粉。将硅橡胶模具的小排刷将 200 目导电粉均匀地刷到在铸造的表面上,然后沿模具周围由铜丝固定一圈铜丝,一边用铜丝连接四周铜丝做一挂钩,即可将其挂在已配制好的铸铜液中,进行化学铸铜。制作技术制作技术1 1、铸铜液的配制:铸铜液的配制:硫酸铜(CuS04、5H20) 150220gL,硫
3、酸 60 一 70gL,蒸馏水 1000ml温度 常温将 150g 硫酸铜(CuS04、5H20)溶于 200ml 的蒸馏水中,在不断搅拌下,溶解完全后,加入剩余的800ml 蒸馏水,然后将 60g 硫酸在边搅拌边倾倒加入上述混合液中,搅拌均匀即可。2 2生产:生产:在模具铸铜机的正负极接上细电线及电源开关,电源正极接铜板,负板连接待铸的硅橡胶模具,铸铜时,将硅橡胶模具倒悬于配制好的铸铜液中(塑料桶装),同时将铜板置于铸铜液中,然后开启模具铸铜机,经过 56 小时,一个精密铸造的旅游工艺品就做成了。模具铸铜生产工艺模具铸铜生产工艺模具铸铜取材方便,是在塑料镀基体上通过金属化处理,沉积一层薄金属
4、层,在这薄金属层上进行浸镀加工的方法。具有价廉、生产效率高的优点,又具有金属外观、导电、导热、抗老化性能,因而使用广泛。目前常用的模具铸铜工艺是采用开发出的丙烯腈(A)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)三种单体共聚而成的,简称 ABS 塑料。从结构上看丙烯腈与苯乙烯组成 AS 刚性骨架之中。它是当前应用最广的一种工程塑料,可制造齿轮、泵叶轮、电机仪表外壳、缝纫机零件、小汽车车身等,它的电镀性能特别好。改性聚苯乙烯也有良好的电镀性能。聚丙乙烯塑料简称 BB 塑料,也是一种可电镀塑料,它是目前所有塑料中最轻的品种之一。可电镀的聚丙乙烯塑料通常是加入 1-5%的二氧化钛或滑石粉,这些矿物填料能够在金属中提
5、供催化和成核的活性区,还有一种含碳黑硫磺的导电聚丙烯塑料,能直接在其表面上镀镍。1 1模具铸铜的前处理与金属化模具铸铜的前处理与金属化首先在模具表面喷刷上一层 ABS 塑料,塑料一般都是非导体,电镀前塑料表面必须进行金属化,塑料与金属镀层的结合力是塑料电镀的主要性能指标,因此表面金属化是塑料电镀的关键步骤。塑料很容易产生应力,在镀前必须消除内应力,否则会影响塑料与镀层之间的结合强度。塑料应力是否除去,可将制品在 25条件下,放入冰醋酸液中浸 0.5-2 分钟,如果发“白”说明该处有应力,应力越大,发“白”现象越严重,需要重新回火。ABS 塑料经过 60-80温度下回火 2-4 小时,消除了应力
6、,也就防止了镀层起皮鼓泡崩裂现象。塑料层消除应力后再除油。化学除油液的组成和使用条件列在下表中。塑料件化学除油工艺规范塑料件化学除油工艺规范氢氧化钠 (NaOH) 70-80 克/升碳酸钠 (Na2CO3) 10-20 克/升磷酸三钠 (NaPO412H2O) 20-30 克/升十二烷基硫酸钠 3-5 克/升温度 () 50-60时间 (分) 5-30除油液中不能含硅酸钠,因为它容易吸附在塑料表面上,影响镀层与塑料基体的结合。目前对 ABS塑料制品采用水和丙酮为 4:1 的混合液作整面剂,在 18-25温度下浸渍 5-10 分钟,既可除应力,又能除油。(1 1)粗化)粗化粗化是镀前处理的重要工
7、序之一,粗化又可分机械粗化和化学粗化,这里采用的是化学粗化。化学粗化液一般采用硫酸与铬酐组成,铬酸能溶蚀 ABS 塑料中的 B(丁二烯) ,而不影响 AS 刚性骨架,使塑料表面形成细密的凹坑,所镀金属在这些凹坑中沉积而形成无数小按扣,提高了镀层与塑料基体的结合力。显然丁二烯含量太少,B 粒子太稀疏,效果不好;当丁二烯含量过多,B 粒子太密,粗化后的凹坑彼此联成大坑,效果也不好。因此 ABS 塑料中丁二烯含量应在 18-23%,粗化效果最好。通过试验证明,含有较高硫酸的粗化液使用寿命长,粗化力较强,对多种塑料都有粗化作用,而含铬酐高的粗化液对 ABS 塑料效果更好,但对其它塑料效果要差一些。化学
8、粗化液的工艺规范下表中。化学粗化液的工艺规范化学粗化液的工艺规范铬酐(CrO3) 380-400 克/升硫酸 (H2SO4 d=1.84) 200-220 毫升/升温度 () 60-65时间(分) 10粗化温度越高,粗化效率越大,镀层金属与塑料的结合力越好。随着零件的生产,溶液中 Cr6+不断变为 Cr3+,使三价铬积累,另一方面由于浓酸吸收空气中的水分而使溶液比重减少,导致粗化效率降低。所以零件入槽前要尽可能地控干,防止水分带入。三价铬含量不得大于 15g/L,溶液颜色由红棕色变为暗深绿色就不能使用了。配制粗化液时,先将计量的铬酐溶在少量的水中,在不断搅拌下,把计量的硫酸缓收地加入溶解了的铬
9、酐水溶液中。加料顺序不能颠倒,否则影响六价铬含量或烫伤事故。粗化除了使塑料表面形成大量的瓶颈锁扣形孔洞外,由于强酸强氧化性的粗化液还能塑料表面高分子链断裂成较短的链,表面氧化、磺生成较多的亲水性极性集团,提高塑料表面的亲水性。(2 2)敏化)敏化敏化是经过粗化后的塑料表面,吸收一层容易被还原的物质,以便在下道活化处理时将活性液中的金属离子还原为金属微粒,微粒在化学镀中起催化作用。氯化亚锡是最常用的一种敏化剂,它与塑料基体不发生化学反应,而在塑料表面上形成一层凝状物质,这层胶状物不是在敏化液中形成,而是在漂洗时产生。SnCL2+H2OSn(OH)CL+HCLSnCL2+2H2OSn(OH)2+2
10、HCL生成的 Sn(OH)CL 和 Sn(OH)2 还可以聚合,形成微溶水的凝胶物质 Sn2(OH)3CL。为了防止二价锡氧化为四价锡,应在敏化液中放入锡条。敏化液中的二氯化锡和盐酸浓度可在较大范围变动。敏化液配方和工艺规范列在下表中。配制敏化液时,先将盐酸溶于蒸馏水,再将氯化亚锡溶于盐酸水溶液中,然后用蒸馏水稀释到要求的体积, 。绝对不可将氯化亚锡溶于蒸馏水中后再加盐酸,因为二氯化锡极易水解。二价锡离子极易受空气中氧的作用变为四价锡,可在敏化槽中放入一根金属锡条,防止二价锡变为四价锡。敏化液配方与工艺规范敏化液配方与工艺规范二氯化锡 (SnCL2) 10-20 克/升盐酸 (HCL,d=1.
11、19) 40 毫升/升温度 () 15-30时间 (分) 1-5pH 值 1在生产过程中,敏化液中的 Sn2+离子浓度将不断降低,因此要定期添加二氯化锡和盐酸。敏化液若白色浑浊沉淀产生,可加盐酸 ,如果加入盐酸也不能使溶液澄清,可进行过滤。敏化液的使用寿命约为两星期左右。敏化过程中,要经常翻动制品,才能保证敏层均匀,制作敏化后要用热水反复清洗,制作表面颜色应比未敏化的表面浅一些。(3 3)活化)活化活化处理是给塑料表面一层很薄而具有催化剂的金属层,以便加速化学镀的过程。常用的活化剂有氯化金、氯化钯和硝酸银,但前二者价格昂贵,故一般采用硝酸银作活化剂。当经过氯化亚锡敏化过的镀件,再浸入硝酸银溶液
12、时,金属银就能在镀件表面产生如下反应:Sn2+2eSn4+2Ag+2e2Ag塑料表面上沉积的银粒只对铜有催化活性,因此银盐活化的制品,只能化学镀铜。钯盐活化的制品可以化学镀镍,因为钯盐对铜、镍都有催化活性。钯盐溶液的活性与配制方法关系很大。硝酸银型活化液的配制与维护硝酸银见光易分解,活化液应尽可能避光存放,硝酸银与氨水应为化学纯试剂药品,不可用工业级药品。活化液工艺规范列下表中。硝酸银型活化液工艺规范硝酸银型活化液工艺规范硝酸银 (AgNO3) 2-5 克/升氨水 (NH3H2O) 6-8 毫升/升温度 () 18-25时间 (分) 5-10配制活化液时,先将硝酸银溶于蒸馏水中,再逐滴缓慢加入
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