精选车门把手表面课程设计.docx
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精选车门把手表面课程设计
车门把手表面课程设计
第一章零件图
比例约为1:
1
第二章服役条件分析
车门把手需要良好的耐蚀性,耐磨性,高强度,高硬度等因为车门把手在大多数情况下都是暴露在空气当中,经常被雨,油,污等条件下冲洗,良好的耐蚀耐腐能提高零件的使用寿命。
现如今门把手的制作材料很多,例如ABS,PC,金属等,在它们的表面上进行表面处理能大大的提高零件的使用寿命,提高汽车的耐用性。
第三章涂层选择分析
电镀
电镀是一种电话学过程,也是一种氧化还原过程。
电镀时,被镀工件和电源负极相连作为阴极,阳极连接于电源正极,并将工件放入电镀槽中,电镀槽中应含有被镀金属离子或络离子的电解液,接通电源,金属离子或络离子在电场作用下,在阴极发生电化学还原翻译,沉积出金属原子,并附在被涂覆工件上,形成所需镀层。
电沉积
金属电沉积过程是指简单金属离子或络离子通过电化学方法在固体(导体或半导体)表面上放电还原为金属原子附着于电极表面,从而获得金属层的过程。
金属镀层的性能依赖于其结构,而镀层的结构有收电沉积条件的限制。
其过程实质上包括两个方面,即金属离子的阴极还原(洗出金属原子)的过程和新生态金属原子在点击表面的结晶过程(电结晶)。
化学镀
化学镀是指在没有外电流通过的情况下,利用化学方法使溶液中的金属离子还原为金属并趁机在基体表面,形成镀层的一种表面加工方法。
被镀见浸入镀液中,化学还原剂在溶液中提供电子使金属离子还原沉积在镀件表面。
化学镀是一个催化的还原过程,还原作用仅仅发生在催化表面,如果被镀金属本身是翻译的催化剂,则化学镀的过程就是具有自动催化作用。
化学镀又称自催化镀,无电解镀。
一般情况下,汽车门把手的镀层是镀铬,硬铬一般是镀0.015mm-0.03mm
根据涂层的特性及其使用性能,工艺性能,还有经济性而言,镀铬是比较合理的门把手镀层。
现如今的门把手使用的材料一般为ABS,PC材料等,是作为非金属的材料进行表面涂镀技术。
与金属制件相比,塑料电镀制品不仅可以实现很好的金属质感,而且能减轻制品重量,在有效改善塑料外观及装饰性的同时,也改善了其在电、热及耐蚀等方面的性能,提高了其表面机械强度。
但电镀用塑料材料的选择却要综合考虑材料的加工性能、机械性能、材料成本、电镀成本、电镀的难易程度以及尺寸精度等因素。
目前世界上通用的电镀级塑料是ABS塑料和PP塑料。
其中以ABS的用量为最大,约占塑料电镀的80%-90%。
ABS是由丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)三种单体聚合而成的。
其中(B)成分在聚合体中保持极细微的球状结构,在粗化中易于溶解而使塑料表面粗化并获得良好的结合力,因而随着(
B)成分含量的不同,ABS塑料的可镀性也有所差别,无论是进口的还是国产的ABS,均应选用“电镀级”的,即含B成分(丁二烯)为15%~25%的ABS材料而ABS塑料因其结构上的优势,不仅具有优良的综合性能,易于加工成型,而且材料表面易于侵蚀而获得较高的镀层结合力,所以目前在电镀中应用极为普遍.
第四章工艺流程及工艺配方
ABS塑料电镀工艺可以分为二大部分,这就是前处理工艺、后处理电镀工艺。
每个部分含有若干流程或工序。
前处理:
(碱)除油-----(酸除油)亲水-----粗化-----(催化,敏化)沉钯-----(活化)解胶-----(还原沉镍)化学镍
后处理:
(5%盐酸)活化-----(预镀铜)焦铜-----(5%硫酸)活化-----酸铜-----(各5%的硫酸和过硫酸铵)活化-----半光镍-----光镍-----镍封-----(2%的光铬水)预浸-----镀铬-----(60—65度)烘
前处理工艺
前处理工艺包括表面整理、内应力检查、除油和粗化。
表面整理
在ABS塑料进行各项处理之前,要对其进行表面整理,这是因为在塑料注塑成型过程中会有应力残留。
特别浇口和与浇口对应的部位,会有内应力产生。
如果不加以消除,这些部位会在电镀中产生镀层起泡现象。
在电镀过程中如果发现某一件产品的同一部位容易起泡,就要检查是否是浇口或与浇口对应的部位,并进行内应力检查,但是为了防患于未然,预先进行去应力是必要的。
一般性表面整理可以在20%丙酮溶液中浸5~10s。
去应力的方法是在80℃恒温下用烘箱或者水浴处理至少8h。
内应力检查
在室温下将注塑成型的ABS塑料制品放人冰醋酸中浸2~3min,然后仔细地清洗表面,晾干。
在40倍放大镜或立体显微镜下观察表面,如果呈白色表面且裂纹很多,说明塑料的内应力较大,不能马上电镀,要进行去应力处理。
如果呈现塑料原色,则说明没有内应力或内应力很小。
内应力严重时,经过上述处理,不用放大镜就能够看到塑料表面的裂纹。
除油
可以采用以下配方:
磷酸钠
20g/L
乳化剂
lmL/L
氢氧化钠
5g/L
温度
60℃
碳酸钠
20g/L
时间
30min
常用于除油的碱性试剂有硅酸盐和磷酸盐两类。
其中硅酸盐会在表面形成硅酸盐薄膜,对后续浸蚀处理有影响,所以通常使用磷酸盐除油剂。
除油之后,先在热水中清洗,然后在清水中清洗干净,再在5%的硫酸中中和后,再清洗,才进入粗化工序,这样可以保护粗化液,使之寿命得以延长。
塑料表面上往往存在指纹、油脂等有机物沾污以及由于静电作用产生的尘埃等附着物,通过除油可以有利于塑料表面粗化均匀,同时增加粗化液的使用寿命。
对含PC的ABS塑料,由于耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类,宜采用弱碱性的脱脂剂进行清洁处理。
在用超声波简单处理后,采用恩森JSPC-9626除油剂能有效地去除塑料件中存在的油膜,有利于塑料件的粗化质量。
JSPC-9626是一种液体溶液,与去离子水或蒸馏水配成5~10%(V/V)的工作液,在55~60℃下浸泡6~10分钟(3~5分钟,两个槽)即可。
良好的搅拌可以获得最佳的去油效果。
JSPC-9626可以采用不锈钢、聚丙烯、内衬聚乙烯或玻璃的槽;加热可以采用不锈钢、石英或特氟龙加热管。
推荐受用抽气装置。
粗化
粗化是塑料电镀过程中很重要的一环,粗化的好坏直接影响到镀层的结合力、光亮度及镀层的完整性。
通过粗化,ABS塑料表面的球状橡胶被氧化溶解,镀件表面具备了亲水性,同时表面形成微孔状,以保证胶体钯的吸附和镀层的附着力。
ABS塑料的粗化方法有三类,即高硫酸型、高铬酸型和磷酸型,从环境保护的角度看,现在宜采用高硫酸型。
高硫酸型粗化液配方
硫酸(质量分数)
80%
温度
50~60℃
铬酸(质量分数)
4%
时间
5~15min
粗化完毕的制件要充分清洗。
由于铬酸浓度很高,首先要在回收槽中加以回收,再经过多次清洗,并浸5%的盐酸后,再经过清洗方可进入以下流程。
敏化
配方
氯化亚锡
5~20g/L
温度
25~35℃
盐酸
2~10mL/L
时间
3~5min
活化
配方
氯化钯
0.4~0.6g/L
温度
25~40℃
盐酸
376mL/L
时间
3~5min
化学镀镍
配方
硫酸镍
10~20g/L
pH值(氨水调)
8~9
柠檬酸钠
30~60g/L
温度
40~50℃
氯化钠
30~60g/L
时间
5~15min
次亚磷酸钠
5~20g/L
化学镀铜
化学镀铜液配方为:
0.08mol/LCuSO4·5H2O,0.20mol/LHCHO,0.05mol/LNaKC4H4O6·4H2O,0.30mol/LNaOH。
用pH试纸测定化学镀铜液的pH,并用氢氧化钠溶液调节pH为11~12。
然后,把已预处理过的塑料试样浸入化学镀铜液中,并不断翻动试样。
镀液温度为50~55℃。
镀铜时间分别为10min、20min、40min、60min、80min。
取出后,用去离子水冲洗,晾干。
最后步奏,电镀铬
配方
溶液各组成的质量溶度/g.L-1
防护装饰性镀铬
镀硬铬
铬酐
硫酸
250-400
2.5-4.0
240
1.2
氟硅酸
操作条件
2.25
温度/℃
电流密度/A.dm-2
50-55
15-30
50-60
15-60
第五章检测内容及所需设备
1外观应比金属制品的电镀表面更光洁,不能有毛刺及麻点,手感光滑,次要考核部位及反面等各部位都要有镀层包覆,且色泽光洁,不能发黑、发白、露塑及印痕。
2耐蚀性能CASS试验22h至少在8级或以上,要求更高的达到48h8级或以上。
(设备:
盐雾试验箱)
3镀层结合力
以划格法测定,即用锋利刃口间距1mm纵横互划10条,划痕必须露塑料,再用规定的胶粘带压粘,在拉开胶粘带时镀层至少有95%不脱落或完全没有镀层粘落为合格。
(设备:
百格刀)
4热循环试验
这也属于考核镀层的结合力,一般要求将镀件置于-30℃时1h;然后在室温下放置1h;接着在70℃时1h;最后到室温1h为一个循环,高结合力要求是4个循环的检验合格,即镀层不能有起泡、粘合不良等现象。
(设备:
高低温试验箱)
第六章车间平面图
参考文献
现在表面技术机械工程出版社钱苗根姚寿山张少宗编著
镀铬板表面耐蚀性影响因素及改进对策研究_崔珍珍
合金化镀锌板镀层抗粉化性能及相关工艺研究_张彦文
汽车关键零部件表面镀层性能的研究_黄志伟
ABS塑料化学镀铜实验朱绒霞
(注:
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