電鍍技術(shù)(電子電鍍技術(shù))

電鑄

電鑄大致可分為三類，即裝飾性電鍍（以鍍鎳-鉻、金、銀為代表）、防護性電鑄（以鍍鋅為代表）和功能電鍍(以鍍硬鉻為代表). 電鑄是利用電鍍法來制造產(chǎn)品的功能電鍍之一。 最近幾年，由于電鑄用于制造宇航或原子能的某些零件，它已作為一種尖端加工技術(shù)而為人們所矚目。（此外通過電鍍使金屬與金屬相結(jié)合的所謂“電結(jié)合技術(shù)”也進行了研究。這種電結(jié)合的金屬不會因熱而改變金屬材質(zhì)的機械性能和物理性。）

電鑄特征與電鑄制品

電鑄法的優(yōu)點：

1、 能進行超精密加工（復制精度好）。電鑄最重要的特征是它具有高度“逼真性”。電鑄甚至可復制0.5微米以下的金屬線。例如：1英寸的寬度內(nèi)，有2500根3.5微米的超細線的電視攝像機用的高精度金屬網(wǎng)(超細金屬網(wǎng))，就使用了電鑄法進行生產(chǎn)的。而香煙過濾嘴的纖維，也是使用纖維素通過超細金屬網(wǎng)制成的，這是用其他金屬加工法所不能達到的。電鑄復制的精度是非常高的。高精度金屬網(wǎng)的制造法，是在底板上用照相制板技術(shù)按需要涂上絕緣層（保護層），然后以此作為模板進行電鑄。

2、 能調(diào)節(jié)沉積金屬的物理性質(zhì)。可以通過改變電鍍條件，鍍液的組分的方法來調(diào)節(jié)沉積金屬的硬度、韌性和拉伸強度等。還可以采用多層電鍍、合金電鍍、復合電度鍍方法得到其他加工方法不能得到的物理性質(zhì)。

3、 不受制品大小的限制。只要能夠放入電鍍槽就行。

4、 容易制出復雜形狀的零件。

電鑄法的缺點：

1、 操作時間長。例如：用3A/dmm的陰極電流密度沉積3mm厚的鎳層，需要25h20min。即使用是小薄零件要鍍厚層時，成本很高，但是電鍍過程中可以無人管理。

2、 要有經(jīng)驗和熟練技能的人員操作。電鑄裝置是簡單的，但在復制復雜形狀的模型中要制造母模、導電層處理、剝離處理等，這些工序都要求有經(jīng)驗和熟練技能的人員才能操作。

3、 必須有很大的作業(yè)面積。即使是小制品，也需要有鍍槽、水洗槽等平面布置，廢水處理裝置必須有相當大的作業(yè)面積。

4、 除了要有電鍍操作技術(shù)外，還必須有機械加工和金屬加工知識。電鑄法并不是單用電鍍操作而制出制品，還要進行襯底加工、研磨等機械操作，所以必須具備這些方面的知識和技巧。

電鑄制品

1、 制造復制品。包括原版錄音片及其壓模、印模、粗糙度標準片、美術(shù)工藝品、建筑五金、佛具等金屬五金類。

2、 制造模具。包括塑料成形模具、沖壓模具、鎳-鈷-鎢硬質(zhì)合金電鑄模具、印刷用字母等。

3、 金屬箔與金屬網(wǎng)的制造。印刷線路板用銅箔，各種金屬網(wǎng)、平板或旋轉(zhuǎn)過濾網(wǎng)（印染、電器及電子零件用）、特殊刀片等。

4、 其它。用于制造電火花加工電極、防涂裝遮蔽板、金剛石銼刀、鉆頭、波導管，貯藏液態(tài)氫的球型真空容器，熔融鹽電解制造鎢等耐熱金屬的透平葉片，從非水溶液制造鋁太陽能集熱板等。

電鑄工藝流程：①→②→③→④→⑤→⑥

① 基板

② 涂感光膜

③ 曝光

④ 顯影

⑤沒有感光膜的區(qū)域電鑄鎳

⑥ 電鑄的鎳層與基板分離后的模板成品

電鑄件在手機裝飾中應用比較多，如方向鍵、表面銘板、標識牌等。它的檔次較高、金屬質(zhì)感強、耐磨性好。電鑄分立體模具和平面模具制作。

一、立體模具制作

電鑄件加工流程如下：

1. 原始模具 模具材質(zhì)為銅、鋼、鎳（制作鐳射效果另論）。加工方法，一種是使用立體雕刻機，刀頭只有0.1mm，一種為精密CNC，光面用CNC加工出來。模具與所需零件是反型的，還有一種是采用腐蝕。

2. 原始模具放到電解槽中，鍍鎳。厚度由電解時間和電流大小決定，厚度也會有一定的浮動，尖點的地方會厚一些。得到的模具和零件一樣。

3. 把上道工序鍍出的零件剝離，作為模具再鍍10～12小時，有0.5mm厚，得到的模型與零件反型，稱為一級模。

4. 一級模再電鍍一次，稱為二級模，進行微處理，得到的模具和零件一樣。

5. 二級模通過同樣的工序處理成為三級模，與零件反型。

6. 三級模通過同樣的工序處理成為四級模，形狀與零件一樣，可以用來作為樣品（打樣）。樣品為2～5件。以上每一套模具都要進行微處理，處理成兩種效果，一種是光面，用砂紙或拋光機進行拋光，另一種是麻面，處理方法有噴砂、腐蝕、電火花加工等。

7. 在四級模的基礎上復制出凸模，再用凸模復制出凹模，如此循環(huán)復制，再把所有的凹模聯(lián)板焊接成為模具，再此基礎上電鍍出的為成品。模具大小一般為320×280mm。產(chǎn)品的價格取決于一塊模具能夠排多少件凹模，即一次能生產(chǎn)多少件成品。一張模具的使用壽命不超過十次。電鑄出的產(chǎn)品用切割機切割成產(chǎn)品，然后背膠，用模切機切邊。一般模具用鎳作材料，材質(zhì)比較硬，復制的次數(shù)較多。銅材相對易磨損。電鍍時用的防護層為PVC類塑膠。

鐳射效果

鐳射的彩色效果是靠表面的細碎面對光進行的不同方向的反射形成的。鐳射面很細微，容易磨損，所以一般凹進去。

在電鑄時可以制作出各種效果

鐳射面四級模（凹模）復制出凸模不深于3mm拉絲光面

制作鐳射效果需要鐳射基板

制作過程（不同要求過程會略有不同）：

1、 在鐳射基板上涂上感光液，再覆蓋上根據(jù)所需字體或圖案制作的菲林，然后光照感光。注意，只有所需圖案和字體部分感光，形成保護膜。

2、 將沒有保護液的地方去除（雕刻、腐蝕）。電鍍出一級模。

3、 一級模電鍍出二級模，用CNC加工出側(cè)面外形，拋光。厚度約為3mm。

4、 二級模電鍍出三級模。

5、 微處理三級模，電鍍出四級模，再進行表面處理（麻面、拉絲），可以得到樣件。樣件需要三周到一個月的時間。

表面效果搭配：

[$#1048698] 鐳射

[$#1048698] 光面

[$#1048698] 麻面

[$#1048698] 拉絲

[$#1048698] 字體（圖案）

二、平面模具

[$#1048698] 特點是薄、亮、形狀自由

[$#1048698] 產(chǎn)品超薄，厚度為0.05～0.15mm

[$#1048698] 模具材質(zhì)為鋁、不銹鋼 ，沖壓成型。

[$#1048698] 電鍍顏色有銀色，金色（鍍金），黑珍珠色（鍍黒珍珠鎳）。

[$#1048698] 表面效果有光面（需光板），麻面（電化學腐蝕、顏色豐富、單色），拉絲（電化學腐蝕）。

順便提一下水晶標牌

應用于冰箱上的標牌等。

結(jié)構(gòu)如下：

聚氨酯

印刷層

基材

基材為紙、PVC、PC等。

在基材上絲印，形成印刷層。

由滴膠機滴透明的聚氨酯（硬質(zhì)或軟質(zhì)，有固化劑）到印刷好的基材上，固化。

電鍍

電鍍就是利用電解的方式使金屬或合金沉積在工件表面，以形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬層的過程。

電鍍的一般作用：

1、防腐蝕；

2、防護裝飾；

3、抗磨損；

4、電性能：根據(jù)零件工作要求，提供導電或絕緣性能的鍍層

5、工藝要求。

常見鍍膜方式介紹：

1、化學鍍（自催化鍍） autocalytic plating

在經(jīng)活化處理的基體表面上，鍍液中金屬離子被催化還原形成金屬鍍層的過程。這是在我們的工藝過程中大多都要涉及到的一個工藝工程，通過這樣的過程才能進行后期電鍍等處理，多作為塑件的前處理過程。

2、電鍍 electroplating

利用電解在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉積層的過程，這種工藝過程比較煩雜，但是其具有很多優(yōu)點，例如沉積的金屬類型較多，可以得到的顏色多樣，相比類同工藝較而言價格比較低廉。

3、電鑄 electroforming （見電鑄篇）

通過電解使金屬沉積在鑄模上制造或復制金屬制品（能將鑄模和金屬沉積物分開）的過程。這種處理方式是我們在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明顯的拋光與蝕紋分隔線或特殊的銳角等情況下使用，一般采用銅材質(zhì)作一個部件的形狀后，通過電鍍的工藝手段將合金沉積在其表面上，通常沉積厚度達到幾十毫米，之后將形腔切開，分別鑲拼到模具的形腔中，注射塑件，通過這樣處理的制件在棱角和幾個面的界限上會有特殊的效果，滿足設計的需要，通常我們看到好多電鍍后高光和蝕紋電鍍效果界限分明的塑膠件質(zhì)量要求較高的通常都采用這樣的手段作設計。棱角分明的按鍵板在制造上采用電鑄工藝的話，會達到良好的外觀效果。

4、真空鍍vacuum plating

真空鍍主要包括真空蒸鍍、濺射鍍和離子鍍幾種類型，它們都是采用在真空條件下，通過蒸餾或濺射等方式在塑件表面沉積各種金屬和非金屬薄膜，通過這樣的方式可以得到非常薄的表面鍍層，同時具有速度快附著力好的突出優(yōu)點，但是價格也較高，可以進行操作的金屬類型較少，一般用來作較高檔產(chǎn)品的功能性鍍層，例如作為內(nèi)部屏蔽層使用。

電鍍工藝過程介紹：

就塑膠件而言，我們常見的塑膠包括熱塑性和熱固性的塑料均可以進行電鍍，但需要作不同的活化處理，同時后期的表面質(zhì)量也有較大差異，手機中一般是ABS電鍍，有時也利用不同塑膠料對電鍍活化要求的不同先進行雙色注塑，之

后進行電鍍處理，這樣由于一種塑膠料可以活化，另一種無法活化導致局部塑料有電鍍效果，達到設計師的一些設計要求，下面我們主要就ABS材料電鍍的一般工藝過程對電鍍的流程作一些介紹。

去應力:由于塑件注射后均存在應力，為了電鍍后變形的盡量減少，所以多用冰乙酸浸泡塑件去除應力。

脫脂:為了保證粗化時對溶液的均勻接觸，需要將塑件上的油膩通過中低溫堿性藥劑去除掉。

粗化:一般通過采用高鉻酸溶液將塑件表面粗化，保證與溶液接觸面積。

中和、還原、浸酸:去除塑料表面殘留的強酸、強氧化物及雜質(zhì)用于活化之前，增加塑料表面的親和性。

敏化:在塑件表面吸附還原性的兩價錫離子，為活化作準備工作。

活化:為了電鍍金屬的需要，在塑膠件的表面吸附一層有催化活性的貴金屬層，如Ag等材質(zhì)

還原或解膠:活化清洗后要還原處理，提高表面活性，加快沉積，同時去除殘留在表面的活化液，防止帶入化學鍍液中引起分解

化學鍍:在塑膠電鍍前要形成導電性良好的金屬鍍層，鍍層均一、連續(xù)性好，保證電流可以形成回路保證電鍍進行。

電鍍:一般采用銅、鎳、鉻三種金屬復合電鍍在塑件的表面，形成表面裝飾層。

下面是電鍍效果介紹

電鍍設計基本要求：

1． 基材最好采用ABS材料，ABS電鍍后覆膜的附著力較好，同時價格也比較低廉。

2． 塑件表面質(zhì)量一定要非常好，電鍍無法掩蓋注射的一些缺陷，而且通常會使得這些缺陷更明顯。

3． 在結(jié)構(gòu)設計時也要關(guān)注外形要適合于電鍍處理：

1） 表面凸起最好控制在0.1~0.15mm/cm，盡量沒有尖銳的邊緣。

2） 如果有盲孔的設計，盲孔的深度最好不超過孔徑的一半，不要對孔的底部的色澤作要求。

3） 要采用適合的壁厚防止變形，最好在1.5mm以上4mm以下，如果需要作的很薄的話，要在相應的位置作加強的結(jié)構(gòu)來保證電鍍的變形在可控的范圍內(nèi)。

4） 在設計中要考慮到電鍍工藝的需要，由于電鍍的工作條件一般在60度到70度的溫度范圍下，在吊掛的條件下，結(jié)構(gòu)不合理，變形的產(chǎn)生難以避免，所以在塑件的設計中對水口的位置要作關(guān)注，同時要有合適的吊掛的位置，防止在吊掛時對有要求的表面帶來傷害，如上圖的設計，中間的方孔專門設計用來吊掛。

5） 另外最好不要在塑件中有金屬嵌件存在，由于兩者的膨脹系數(shù)不同，在溫度升高時，電鍍液體會滲到縫隙中，對塑件結(jié)構(gòu)造成一定的影響。

4．在塑件的加工時，要關(guān)注到幾個問題，其一塑膠料在加工時要充分烘干，否則殘留的水分會對塑件表面造成氣孔、流線紋等缺陷，嚴重影響電鍍的效果，另外盡量避免使用脫模劑，因為脫模劑的使用會對電鍍膜的附著力產(chǎn)生影響。

電鍍件設計注意事項：

1、電鍍件鍍層厚度對配合尺寸的影響

電鍍件的厚度按照理想的條件會控制在0.02mm左右，但是在實際的生產(chǎn)中，可能最多會有0.08mm的厚度，所以在有滑動配合的位置上，單邊的間隙要控制在0.3mm以上，才能達到滿意的效果，這是我們對電鍍件配合時需要作的關(guān)注。

2、鍍件變形的控制

由于電鍍流程中，幾道工序的工作溫度都在60℃～70℃，在這樣的工作條件下，吊掛的工件極易發(fā)生變形，如何控制制件的變形是我們在加工中關(guān)注的一個問題，在同電鍍廠工程師的交流后認為關(guān)鍵在于要在塑件結(jié)構(gòu)上充分考慮掛接方式和支撐結(jié)構(gòu)的設計，目的就是增強整個架構(gòu)的強度，一般的做法都是在注射的流道結(jié)構(gòu)上設計各種結(jié)構(gòu)，即保證了塑流的填充又加強了整體的結(jié)構(gòu)，電鍍的時候，一起進行電鍍，電鍍后剪掉澆道得到最后的成品。

3、局部電鍍要求的實現(xiàn)

在我們的設計中常常要求在制件表面的不同局部實現(xiàn)不同的效果，在電鍍件上也常常出現(xiàn)這樣的需求，我們通常采用以下三個方法來實現(xiàn)這個功用：

（1）如果可以分件，建議做成不同的部件，最后裝配成一個零件，在形狀不

復雜并且組件有批量的條件下的情況下，開一套小的模具注射的費用會形成比較明顯的價格優(yōu)勢。

（2）如果是在不影響外觀的局部要求電鍍，通常可以采用加絕緣油墨后進行電鍍的方法進行加工，這樣噴涂了絕緣油墨的部位就會沒有金屬覆膜，達到要求，其實這是我們在設計中常常涉及到的一個部分，因為電鍍后的制件會變硬變脆，是我們不希望得到的結(jié)果，所以尤其在按鍵這類的制件上它的拐臂是我們不希望被電鍍上的部分，因為我們需要它有充分的彈性，局部電鍍在這個時候就非常必要。在另外的情況下也常用到，類似于PDA這類的輕巧的制品，一般電路板直接固定在塑膠殼體上，為了防止對電路的影響，通常在同電路有接觸的部分均進行絕緣處理，這時多采用油墨的方式來進行電鍍前對局部的處理。

電鍍設計中需要局部噴涂絕緣油墨時，電鍍的部分要形成連通的回路才可以對各個局部形成良好的電鍍層，如果各個電鍍表面被分割成好多部分，就無法實現(xiàn)均勻的電鍍效果。只有這樣形成良好的回路可以讓電流和液體中的電離子良好的反應，才能實現(xiàn)良好的電鍍效果。

(3)另外一種辦法就是采用類似雙色注塑的工藝，一般如果有雙色注射機，可以將ABS和PC分不同的階段注射，制成塑件后進行電鍍處理，在這樣的條件下，由于兩種塑料對電鍍液的不同附著力導致ABS部分有電鍍的效果而PC部分沒有電鍍的效果，從而達到要求，另外一種辦法就是將制件分成兩個部分，先將一個部分進行注射后進行電鍍處理，然后將處理后的制品裝入另外一套模具中進行二次注射得到最終的樣品。

4、混合電鍍對設計的影響

我們在設計中常常采用高光電鍍和蝕紋電鍍的效果共同作用在一個制品上

得到特殊的設計效果，通常在設計中建議采用較小的蝕紋，這樣效果會比較好，但這樣的設計時，為了不會使蝕紋的效果被電鍍所掩蓋，有時會電鍍兩層后就不進行電鍍，這樣的后果是電鍍第二層的鎳會比較容易氧化變色，影響設計的效果。

5、電鍍效果對設計的影響

這里主要指如果進行有顏色的電鍍效果時，要提交色差表，因為電鍍后的顏色無法做到均勻一致，不同的制件會有較大的差距，所以要提供可以接受的顏色差距值。

真空蒸鍍

真空蒸鍍法是在高真空下為金屬加熱，使其熔融、蒸發(fā)，冷卻后在樣品表面形成金屬薄膜的方法。

加熱金屬的方法：有利用電阻產(chǎn)生的熱能，也有利用電子束的。 在對樹脂實施蒸鍍時，為了確保金屬冷卻時所散發(fā)出的熱量不使樹脂變形，有必須對蒸鍍時間進行調(diào)整。此外，熔點、沸點太高的金屬或合金不適合于蒸鍍。

真空蒸鍍流程：

1、 脫脂處理 用丙酮或酒精進行清洗

2、 表面處理（必要時） 電暈（corona）放電處理，紫外線照射處理等。

3、 底面涂布/硬化處理（必要時）

為了得到精美的蒸鍍膜，有時必須進行底面涂布處理。進行底面涂布處理可以得到以下的效果：

(1)、改善樹脂與蒸鍍膜之間的密接性

(2)、將成型品表面的微小凹凸部分填平，以獲得如鏡面一樣的表面

無論是為了得到反射鏡作用而實施真空蒸鍍，還是對密接性較低的奪鋼進行真空蒸鍍時，都必須進行底面涂布處理。底面涂布工藝基本與涂布工藝相似。如一般的涂料一樣，可以使用噴槍進行噴涂。

4、 真空蒸鍍工藝 蒸鍍金屬為鋁、金等。

5、 表面涂布/硬化處理（必要時）

由真空蒸鍍所產(chǎn)生的金屬薄膜相當?shù)谋?，為了利用外界的化學、物理等性能，以達到保護蒸鍍膜的目的，有時需要實施表面涂布處理(或過量涂布)。

表面涂布就是使用人們所說透明的涂料，與底面涂布一樣，采用與涂布相同的工藝進行涂布、固化。

噴鍍

噴鍍象電鍍或蒸鍍一樣，是在樹脂等表面涂布金屬薄膜的手法之一。盡管噴鍍與蒸鍍在技術(shù)上非常相似，但蒸鍍是在減壓容器內(nèi)，使加熱、蒸發(fā)的金屬蒸氣附著在樹脂表面；而噴鍍是讓加速離子與金屬發(fā)生碰撞，在反作用力的作用下使釋放出的金屬原子附著在樹脂的表面。由于金屬原子的能量低于蒸鍍能量，即使是耐熱性較差的樹脂材料，在其表面亦可生成穩(wěn)定性良好的金屬薄膜。此外，還可生成合金、高熔點的金屬膜。因需要大型中間電極，故，極少看到噴鍍金、銀這樣高價金屬的范例。

噴鍍工藝流程：

1、脫脂處理

用丙酮或酒精進行清洗

2、表面處理（必要時）

電暈放電處理，紫外線照射處理等

3、底面涂布/硬化處理（必要時）

4、噴鍍工藝

5、表面涂布/硬化處理（必要時）

采用噴鍍方法得到的金屬薄膜相當?shù)谋。送猓蚪饘傺趸然瘜W反應引起金屬薄膜生銹或變色，最終導致金屬薄膜的損壞。特別是想鋁這樣比較軟的金屬，因磨損等原因?qū)е陆饘俦∧な軅瑖乐貢r會出現(xiàn)剝離。為了利用外界的化學、物理等性能，以達到保護蒸鍍膜的目的，有時需要實施表面涂布處理(或過量涂布)。表面涂布就是使用人們所說透明的涂料，與底面涂布一樣，采用與涂布相同的工藝進行涂布、固化。