电铸,电镀,真空镀膜等常见镀膜方式
2010-08-26
电铸,电镀,真空镀膜等常见镀膜方式
电铸
电铸大致可分为三类，即装饰性电镀（以镀镍-铬、金、银为代表）、防护性电铸（以镀锌为代表）和功能电镀(以镀硬铬为代表). 电铸是利用电镀法来制造产品的功能电镀之一。近几年，由于电铸用于制造宇航或原子能的某些零件，它已作为一种尖端加工技术而为人们所瞩目。（此外通过电镀使金属与金属相结合的所谓“电结合技术”也进行了研究。这种电结合的金属不会因热而改变金属材质的机械性能和物理性。）
电铸特征与电铸制品
电铸法的优点：
1、能进行超精密加工（复制精度好）。电铸重要的特征是它具有高度“逼真性”。电铸甚至可复制0.5微米以下的金属线。例如：1英寸的宽度内，有2500根 3.5微米的超细线的电视摄像机用的高精度金属网(超细金属网)，就使用了电铸法进行生产的。而香烟过滤嘴的纤维，也是使用纤维素通过超细金属网制成的，这是用其他金属加工法所不能达到的。电铸复制的精度是非常高的。高精度金属网的制造法，是在底板上用照相制板技术按需要涂上绝缘层（保护层），然后以此作为模板进行电铸。
2、 能调节沉积金属的物理性质。可以通过改变电镀条件，镀液的组分的方法来调节沉积金属的硬度、韧性和拉伸强度等。还可以采用多层电镀、合金电镀、复合电度镀方法得到其他加工方法不能得到的物通过这样的过程后塑胶电镀层一般主要由以下几层构成：
如图所示，电镀后常见的镀层主要为铜、镍、铬三种金属沉积层，在理想条件下，各层常见的厚度如图所示，总体厚度为0.02mm左右，但在我们的实际生产中，由于基材的原因和表面质量的原因通常厚度会做的痹烩个值大许多，不过大型电镀厂一般可以较好的达到这样的要求。理性质。
3、 不受制品大小的限制。只要能够放入电镀槽就行。
4、 容易制出复杂形状的零件。
电铸法的缺点：
1、 操作时间长。例如：用3A/dmm的阴极电流密度沉积3mm厚的镍层，需要25h20min。即使用是小薄零件要镀厚层时，成本很高，但是电镀过程中可以无人管理。
2、 要有经验和熟练技能的人员操作。电铸装置是简单的，但在复制复杂形状的模型中要制造母模、导电层处理、剥离处理等，这些工序都要求有经验和熟练技能的人员才能操作。
3、 必须有很大的作业面积。即使是小制品，也需要有镀槽、水洗槽等平面布置，废水处理装置必须有相当大的作业面积。
4、 除了要有电镀操作技术外，还必须有机械加工和金属加工知识。电铸法并不是单用电镀操作而制出制品，还要进行衬底加工、研磨等机械操作，所以必须具备这些方面的知识和技巧。
电铸制品
1、 制造复制品。包括原版录音片及其压模、印模、粗糙度标准片、美术工艺品、建筑五金、佛具等金属五金类。
2、 制造模具。包括塑料成形模具、冲压模具、镍-钴-钨硬质合金电铸模具、印刷用字母等。
3、 金属箔与金属网的制造。印刷线路板用铜箔，各种金属网、平板或旋转过滤网（印染、电器及电子零件用）、特殊刀片等。
4、 其它。用于制造电火花加工电极、防涂装遮蔽板、金刚石锉刀、钻头、波导管，贮藏液态氢的球型真空容器，熔融盐电解制造钨等耐热金属的透平叶片，从非水溶液制造铝太阳能集热板等。
电铸工艺流程：①→②→③→④→⑤→⑥
① 基板
② 涂感光膜
③ 曝光
④ 显影
⑤没有感光膜的区域电铸镍
⑥ 电铸的镍层与基板分离后的模板成品
电铸件在手机装饰中应用比较多，如方向键、表面銘板、标识牌等。它的档次较高、金属质感强、耐磨性好。电铸分立体模具和平面模具制作。
一、立体模具制作
电铸件加工流程如下：
1. 原始模具 模具材质为铜、钢、镍（制作镭射效果另论）。加工方法，一种是使用立体雕刻机，刀头只有0.1mm，一种为精密CNC，光面用CNC加工出来。模具与所需零件是反型的，还有一种是采用腐蚀。
2. 原始模具放到电解槽中，镀镍。厚度由电解时间和电流大小决定，厚度也会有一定的浮动，尖点的地方会厚一些。得到的模具和零件一样。
3. 把上道工序镀出的零件剥离，作为模具再镀10～12小时，有0.5mm厚，得到的模型与零件反型，称为一级模。
4. 一级模再电镀一次，称为二级模，进行微处理，得到的模具和零件一样。
5. 二级模通过同样的工序处理成为三级模，与零件反型。
6. 三级模通过同样的工序处理成为四级模，形状与零件一样，可以用来作为样品（打样）。样品为2～5件。以上每一套模具都要进行微处理，处理成两种效果，一种是光面，用砂纸或抛光机进行抛光，另一种是麻面，处理方法有喷砂、腐蚀、电火花加工等。
7. 在四级模的基础上复制出凸模，再用凸模复制出凹模，如此循环复制，再把所有的凹模联板焊接成为模具，再此基础上电镀出的为成品。模具大小一般为320× 280mm。产品的价格取决于一块模具能够排多少件凹模，即一次能生产多少件成品。一张模具的使用寿命不超过十次。电铸出的产品用切割机切割成产品，然后背胶，用模切机切边。一般模具用镍作材料，材质比较硬，复制的次数较多。铜材相对易磨损。电镀时用的防护层为PVC类塑胶。
镭射效果
镭射的彩色效果是靠表面的细碎面对光进行的不同方向的反射形成的。镭射面很细微，容易磨损，所以一般凹进去。
在电铸时可以制作出各种效果
镭射面四级模（凹模）复制出凸模不深于3mm拉丝光面
制作镭射效果需要镭射基板
制作过程（不同要求过程会略有不同）：
1、 在镭射基板上涂上感光液，再覆盖上根据所需字体或图案制作的菲林，然后光照感光。注意，只有所需图案和字体部分感光，形成保护膜。
2、 将没有保护液的地方去除（雕刻、腐蚀）。电镀出一级模。
3、 一级模电镀出二级模，用CNC加工出侧面外形，抛光。厚度约为3mm。
4、 二级模电镀出三级模。
5、 微处理三级模，电镀出四级模，再进行表面处理（麻面、拉丝），可以得到样件。样件需要三周到一个月的时间。
表面效果搭配：
􀁺 镭射
􀁺 光面
􀁺 麻面
􀁺 拉丝
􀁺 字体（图案）
二、平面模具
􀁺 特点是薄、亮、形状自由
􀁺 产品超薄，厚度为0.05～0.15mm
􀁺 模具材质为铝、不锈钢 ，冲压成型。
􀁺 电镀颜色有银色，金色（镀金），黑珍珠色（镀黒珍珠镍）。\r
􀁺 表面效果有光面（需光板），麻面（电化学腐蚀、颜色丰富、单色），拉丝（电化学腐蚀）。
顺便提一下水晶标牌
应用于冰箱上的标牌等。
结构如下：
聚氨酯
印刷层
基材
基材为纸、PVC、PC等。
在基材上丝印，形成印刷层。
由滴胶机滴透明的聚氨酯（硬质或软质，有固化剂）到印刷好的基材上，固化。
电镀
电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。
电镀的一般作用：
1、防腐蚀；
2、防护装饰；
3、抗磨损；
4、电性能：根据零件工作要求，提供导电或绝缘性能的镀层
5、工艺要求。
常见镀膜方式介绍：
1、化学镀（自催化镀） autocalytic plating
在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程，通过这样的过程才能进行后期电镀等处理，多作为塑件的前处理过程。
2、电镀 electroplating
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，这种工艺过程比较烦杂，但是其具有很多优点，例如沉积的金属类型较多，可以得到的颜色多样，相比类同工艺较而言价格比较低廉。
3、电铸 electroforming （见电铸篇）
通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品（能将铸模和金属沉积物分开）的过程。这种处理方式是我们在要求后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用，一般采用铜材质作一个
部件的形状后，通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上，通常沉积厚度达到几十毫米，之后将形腔切开，分别镶拼到模具的形腔中，注射塑件，通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果，满足设计的需要，通常我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话，会达到良好的外观效果。
4、真空镀vacuum plating
真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，它们都是采用在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜，通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层，同时具有速度快附着力好的突出优点，但是价格也较高，可以进行操作的金属类型较少，一般用来作较高档产品的功能性镀层，例如作为内部屏蔽层使用。
电镀工艺过程介绍：
就塑胶件而言，我们常见的塑胶包括热塑性和热固性的塑料均可以进行电镀，但需要作不同的活化处理，同时后期的表面质量也有较大差异，手机中一般是ABS电镀，有时也利用不同塑胶料对电镀活化要求的不同先进行双色注塑，之
后进行电镀处理，这样由于一种塑胶料可以活化，另一种无法活化导致局部塑料有电镀效果，达到设计师的一些设计要求，下面我们主要就ABS材料电镀的一般工艺过程对电镀的流程作一些介绍。
去应力:由于塑件注射后均存在应力，为了电镀后变形的尽量减少，所以多用冰乙酸浸泡塑件去除应力。
脱脂:为了保证粗化时对溶液的均匀接触，需要将塑件上的油腻通过中低温碱性药剂去除掉。
粗化:一般通过采用高铬酸溶液将塑件表面粗化，保证与溶液接触面积。
中和、还原、浸酸:去除塑料表面残留的强酸、强氧化物及杂质用于活化之前，增加塑料表面的亲和性。
敏化:在塑件表面吸附还原性的两价锡离子，为活化作准备工作。
活化:为了电镀金属的需要，在塑胶件的表面吸附一层有催化活性的贵金属层，如Ag等材质
还原或解胶:活化清洗后要还原处理，提高表面活性，加快沉积，同时去除残留在表面的活化液，防止带入化学镀液中引起分解
电镀层标识方法：
在对镀层的技术要求的标识上可以参照下面的办法：
金属镀层标识时采用下列顺序表示：
基体材料 /镀覆方法 --镀覆层名称 镀覆层厚度 镀覆层特征 后处理
例如：PL/Ep·Cu10bNi15bCr0.3
塑料，电镀光亮铜10μm 以上，光亮镍15μm 以上，普通铬0.3μm 以上，下面表格是对上面标识方法中一些效果的表达方式。
化学镀:在塑胶电镀前要形成导电性良好的金属镀层，镀层均一、连续性好，保证电流可以形成回路保证电镀进行。
电镀:一般采用铜、镍、铬三种金属复合电镀在塑件的表面，形成表面装饰层。
