汽车塑料电镀件设计及生产工艺

摘　要：目前汽车行业中广泛采用电镀件作为装饰品，随着汽车不断发展及普及，电镀件的使用越来越广泛，本文重点讲述了电镀件设计过程中的开发原则及注意事项。

关键词：目前汽车行业中广泛采用电镀件作为装饰品，随着汽车不断发展及普及，电镀件的使用越来越广泛，本文重点讲述了电镀件设计过程中的开发原则及注意事项。

　　我国随着汽车及相关装饰工业的发展和人们对美化生活需求的提高,对电镀产品的装饰性和功能性的需求有了明显的提高。
一、电镀定义：
　　电镀是一种电离子沉积过程，是利用电极通过电流，使金属附着在物体表面上，其目的为改变物体表面的特性或尺寸。
　　我国国家标准《金属镀覆和化学处理与有关过程术语》GB/T3138—1995对电镀有明确的定义，即：电镀——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。
      电镀能增强基材的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。 其中塑料电镀广泛的应用在汽车行业。
二、塑料电镀的一般流程                                     
      1、前处理流程

      2、电镀流程

         
 
三、设计开发原则
      塑料件能否顺利进行电镀和电镀质量的好坏，首先取决于塑料基材的选用。用来电镀的塑料件，应确保其表面无缺陷、无明显的定向组织结构和内应力。
      塑料基材的准备，包括电镀件的造型设计、模具设计与制造、成形加工的方法和规范等。
　　塑料是非导体。在常规电镀前，必须通过一系列的化学处理，在其表面生成一层导电薄膜，这层导电膜一般只有0.1～0.3um。显然他的导电性能比金属件差，所以需要电镀的塑料件，在不影响外观和使用的前提下，设计时应尽可能满足下述要求：
      1、 尽量减少锐边、尖角及锯齿形
产品设计存在锐边、尖角及锯齿形等形状特性时，存在以下缺陷：
      1）产生较大的内应力，由于应力集中导致镀件开裂;
      2）电流较其他地方大，镀层更厚，内应力增加， 同时镀层容易烧焦；
      3）使用时这些部位易与其他外界发生碰撞，或产生变形，导致镀层脱落；
      4）正确的设计应是以一定的圆弧代替锐角，R值一般取0.2～0.4。

       2、电镀件不宜有盲孔
       镀件如果有盲孔（特别是较深的盲孔）时，在前处理和电镀过程中，要带走许多的溶液,致使溶液互相污染，既影响电镀质量，又会缩短各种溶液的使用寿命。如果在结构设计时，非需要盲孔不可，其盲孔深度最好控制在1/3 ～1/2之间盲孔底部的修圆半径要等于或大于3毫米。通孔的直径也不宜过小，以利于溶液的流通。
      3、减少深凹、突出部位
　　产品设计时塑料基材尽量减少深凹、突出部位，因深凹部位和突出部位在电镀时的电流密度相差太大，很难保证镀层厚度和光亮度的均匀一致；在常规电镀中，因起始电流密度较小，易蚀去深凹部位的化学镀层，出现露塑现象。
　　

      4、排液孔的设计
      如结构设计需要，必须设计为盲孔或其他不易排放电镀液的结构时，我们可以在不影响其强度的前提下加设排液孔。这样可以有效解决排液不畅的问题。
      5、镀件应有足够的厚度
　　在设计镀件的厚度时，首先应满足镀件的使用条件。在这个前提下，不能设计的太薄。太薄，在加工和使用过程中，易发生变形而引起镀层脱落。壁太厚，则浪费材料。
      零件应有足够的强度，壁厚一般在3mm左右，最薄不应低于1.9mm，最厚不应大于3.8mm，壁厚应尽量均匀，其厚度差不超过2倍。否则,容易发生收缩痕迹。
       6、减少大面积的平直表面
       1）镀件有大面积的平直表面，在常规电镀中，因电流密度分布不均，所获得的镀层厚度不均，亮度便不均匀。有人认为平直表面积应≤10cm2 。
       2）如果镀件需要更大的平直表面，也应使中间部位略微隆起，隆起度为0.1～0.2毫米/厘米。
        7、脱模斜度
      镀件造型设计时，必须考虑到成型时要易于脱模，否则强行脱模会拉伤或扭伤镀件表面。只要在镀件的内、外部分留有适当的脱模斜度，上述现象即可避免。若镀件的结构设计不允许时，应给出较大的公差范围，使模具设计者在设计模具时，可在规定的公差范围内，有选择脱模斜度的余地。
      8、加强筋的设计
　　塑料电镀件不希望有加强筋，但某些产品在规定的壁厚内，达不到设计所要求的机械强度时，可采用适当的加强筋来提高机械强度。在设计加强筋时应注意：
      (1)不采用长方形加强筋。加强筋的宽度要比它附着的壁厚小，一般只为壁厚的1/2到3/4；
      (2)加强筋的厚度为镀件厚度的1/8，有的资料规定不大于0.6毫米；
      (3)为了防止应力过分集中而影响镀层附着力，在加强筋与附着面的相接处以及在加强筋的端头都应有一定的圆弧，R取值为壁厚的1/8。加强筋的底部修圆半径为0.5～1毫米。
        9、电镀件的模具
　　电镀件的模具要求比一般注塑模具要求高，模具的型腔材料一般要求NAK80或者718H，材料需要热处理到35度左右，还有模具浇口要求很光滑，防止注塑时残留在浇口的冷料进入模具型腔，造成产品表面缺陷或产品报废。
　　为了确保镀件与挂具有较大的接触面，防止接触不良或烧焦接触点，要求塑料镀件与挂具的接触面比金属件大2～3倍。产品设计时要考虑产品在电镀过程的工艺夹片，如不清楚需要及时跟电镀公司联系。如果电镀利用现存在的结构作为导电点，容易造成产品露塑和结构变形。应留有电镀装挂位置，以便获得均匀的镀层，装挂装置应设计在不影响外观的部位，装挂薄壁件时要防止镀件变形。
四、电镀件相关技术标准
      1、镀层性能要求
　　表面镀层为铜＋镍＋铬电镀层，应符合 GB/T 12600-2005《金属覆盖层　塑料上镍＋铬电镀层》的规定：
微孔密度：用GB/T 12600-2005附录E中方法测定微孔数。 每平方厘米内不少于10000个小孔。
冷热循环：满足GB/T 12600-2005的7.6要求按附录A.3中方法进行热循环试验。 经三次循环后，工件的镀层不应有开裂、鼓包、剥落、麻点或变形等缺陷。
       2、镀层耐腐蚀性能要求
　　电镀件应满足GB/T 10125－1997《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》的5.3的要求：
铜加速乙酸盐雾试验（ CASS试验）方法进行72小时试验后，试验结果应达到9级或10级。
       注：其试验结果的评价应根据GB12335－90中规定方法进行判定镀层级别。根据GB T 6461中规定方法判定保护层级别。