Технология выполнения металлизации пластмасс

Технология выполнения металлизации пластмасс

Металлизация пластмасс химическим способом дает возможность делать такие промышленные изделия и полуфабрикаты, как световые фильтры, монтажные платы, катализаторы, заготовки для гальваники и многое иное. Металлизация позволяет сделать лучше устойчивость пластмассы к влияниям механики, влаге и большой температуре. Более того, детали, в которых используется комбинирование пластмассы и металла, весят намного меньше железных.

Инновационные специфики металлизации

В качестве подслойной поверхности для гальваники очень часто применяется медь. Медный слой играет роль амортизатора для пластмассы, за счёт чего улучшаются напряжения, неизбежные при существенной разнице в коэффициентах теплового напряжения столь разнородных материалов.

Подслой дополнительно хромируется или никелируется, как отмечено на рисунке ниже.

Варианты структур гальванических покрытий несколькими слоями

Пояснения к рисунку:

  1. Пластмасса.
  2. Медный слой с блеском.
  3. Матовый медный слой.
  4. Металл с химическим осаждением.
  5. Никелевый слой с блеском.
  6. Полублестящий никелевый слой.
  7. Матовый никелевый слой.
  8. Хромовый слой с блеском.
  9. Конверсионный слой.
  10. Матовый и блестящий металлический слои.

Структурные специфики составов, наносимых на электропроводный подслой покрытий, могут существенно отличаться. Речь может идти о пленках блестящего, осветленного, велюрового, черненного, патинированного и остальных типов. Задача пленок не только в улучшении наружного вида изделий. Например, никелированные покрытия увеличивают срок эксплуатации пластмасс. А дело все в том, что никель способен обжимать пластмасу, существенно укрепляя данный материал.

Чтобы создать гальваническое покрытие, нужен электролит. Есть различные виды используемых электролитов, также:

  • блестящего меднения;
  • электролиты для покрытия никелем;
  • специализированные составы, на основании которых создаются покрытия велюрового типа или покрытия с вкраплением твёрдых частиц.

Также используются и иные металлы, например, олово или цинк. Но перед нанесением таких металлов потребуется пассивирование, после которого на поверхности появляется пленка (с цветом либо же без). Подобные пленки предохраняют материал от коррозийного разрушения или возникновения налета.

Химическая металлизация пластмасс свойственна тем, что железные подслои не имеют большой проводимости электричества. В любом случае, проводимость меньше, чем на случай с электролитом. Благодаря этому при электрохимическом осаждении плотность используемого тока обязана быть несущественная – от 0,5 до 1 Ампера на квадратный дециметр. Если плотность будет выше, появится биполярный эффект, что приводит к растворению покрытия вблизи места, где есть соприкосновение с проводящей ток подвеской.

В большинстве случаев, во избежание растворения покрытия, на химически осажденный металлический слой наносят медь или никель. Причем выполняется это при небольшой плотности электротока, а вот дальнейшие слои наносятся в обыкновенном режиме.

Специфики создания гальванических покрытий

Гальванический слой, в первую очередь, обеспечивает стойкость металла к процессам коррозии. При выполнении гальванизации детали находятся в плотных электролитах. Так, чтобы операция была удачной, на детали вешаются специализированные утяжелители.

Гальванические покрытия отличительны от железных тем, что для их создания потребуется значительно приличное количество контактов. Процесс гальванизации пластмасс свойственен так же и сложностью этапа по подготовке, потому как в этом случае сложнее обеспечить качественную склейку.

Адгезивные характеристики материала

Адгезия определяет качество сцепки между разнотипными элементами (в этом случае речь идет об адгезии между металлом и пластмассой). Надёжность сцепки между железным и пластмассовым покрытиями должна быть в промежутке между 0,8 и 1,5 килоньютонов на метр – на отслаивание и равняться 14 мегапаскалям – на разрыв. Максимально потенциальная адгезия, достижимая современными инновационными средствами, составляет ориентировочно 14 килоньютонов на метр.

Качества адгезии материалов относятся к числу очень непростых явлений. Необходимо сказать, что нет единой теории, которая полностью ответила бы на все вопросы относительно прилипания разнородных материалов друг к другу.

С точки зрения химической науки, адгезия – это химические взаимосвязи между разнотипными телами. Химические взаимного действия можно посмотреть на пластмассовых поверхностях. На подобных поверхностях есть практично активные группы, которые контактируют с металлами или накрывают поверхности металла оксидами.

Молекулярный подход истолковывает сцепку как правило присутствия межмолекулярных сил на межфазной поверхности, взаимным действием 2-ух полюсов либо же появлением водородных связей. Так поясняется, например, сцепление влажных травленых пленок на основе полиэтилена после их сушки.

С точки зрения электрической теории, качества адгезии появляются благодаря тому, что при взаимном действии пары тел появляется двойной электрический слой. В результате данный слой не дает возможность телам отступать один от одного, так как работают электростатические силы обоюдного притяжения различных зарядов.

Согласно диффузной теории (намного более общепризнанной), адгезия происходит благодаря межмолекулярных взаимных действий, которые в особенности откровенно появляются во время обоюдного проникновения молекул в поверхностные слои. В данное время появляется некий переходный слой, благодаря чему встречается отсутствие явной границы между материалами.

И, напоследок, механическая доктрина объясняет сцепку анкерным сцеплением выступающих частей металла в впадинах на пластмассовой поверхности. Такие углубления очень незначительны по площади (несколько микрометров), но, когда в них проникает осаждаемый химическим способом металл, появляются говоря иначе замки механические.

На сцепку влияют и иные параметры, в числе которых необходимо выделить такие:

  • параметры прочности пластмассы;
  • присутствие помогающих реакции химически активных групп на пластмассовой поверхности;
  • наличие стимуляторов адгезионных процессов, которые по другому называют промоторами (хромовые и оловянные соединения, низкомолекулярные органические вещества);
  • отсутствие антипромоторов, которые мешают укреплению либо даже разрушают переходный слой;
  • структура химически осаждаемого металла, а еще параметры, при которых это осаждение происходит.

Вакуумная металлизация

Методика находится в напылении на пластмасу нихрома или алюминия при помощи вакуума. Нанесение металла на пластмасу с применением вакуума выполняется в специализированной камере. Методика повсеместно используется для нанесения железной пленки на самые разные поверхности, к примеру, автомобильные детали, пластиковую фурнитуру, приборы сантехники, светотехнику и т.д. Чтобы обезопасить металл, используются специализированные лакокрасочные составы, выделяющиеся очень высокой твердостью и стойкостью к действию влаги.

Вакуумная камера для металлизации

Металлизация в бытовых условиях

Известны несколько методик нанесения своими руками металла на пластмассовое покрытие. Намного более доступная из них – химическая. В этом случае не потребуется какое-либо определённое оборудование.

Используемые металлы – серебро и медь. Пленка, которая выйдет в итоге, будет только пару микронов в толщину, но она добавит основе приятный вид с железным отблеском.

Металлизация медью

Прежде чем начинать обработку прекрасно ошкуриваем и обезжириваем поверхность. Если деталь имеет выпуклости (изъяны), бережно сводим их на нет. Сыпем на поверхность абразивный материал и вытираем поверхность тампоном. Если например дело имеем с полиакрилатами, для обезжиривания потребуется раствор едкого натра, в котором деталь вымачивается сутки. Для обезжиривания полиамидов лучше всего применять бензин.

Когда изделие обезжирено, моем его в дистиллированной воде, а потом в течение минуты держим в полупроцентном растворе хлористого олова и соляной кислоты (40 граммов на литр). Этот процесс называется сенсибилизацией. Его цель – получить на пластмассе пленку гидроокиси олова.

После сенсибилизации проводим активацию поверхности. Для этого в течение 3-4 минут вымачиваем деталь в растворе азотнокислого серебра (2 грамма серебра на литр и 20 граммов этилового спирта на литр). Дальше помещаем изделие в раствор, состоящий из таких элементов:

  • углекислой меди – 200 граммов на литр;
  • глицерина (90%) – 200 граммов на литр;
  • едкого натра (20%) – 1 литр;

Температура раствора должна составлять 18-25 градусов. Время на отделку – 60 минут.

Металлизация серебром

Подготовительную обработку пластмассы проводим также, как и на случай с медью: ошкуриваем и наносим абразивный материал. Обмываем поверхность в воде с мылом, а потом в дистиллированной воде.

Обезжириваем изделие с помощью подобного раствора:

  • ангидрид хрома – 100 граммов на литр;
  • сульфат железа – 10 граммов на литр.

После обезжиривания снова моем деталь в дистиллированной воде. Сенсибилизацию проводим в растворе хлористого олова (2 грамма на литр). Дальше размещаем изделие в растворе, включающем в себя такие элементы:

  • серебро азотнокислое – 3 грамма на литр;
  • натр едкий – 3,5 грамма на литр;
  • нашатырный спирт (25%) – 8 миллилитров на литр;
  • глюкозу – 2,5 грамма на литр.

Рекомендованная температура раствора – от 18 до 25 градусов. Время на отделку – 60 минут. В результате должен возникнуть одинаковый и блестящий слой серебра. Если же где нибудь есть неоднородности, то это объясняется недостаточным обезжириванием поверхности. В данном случае необходимо удалить нанесённое серебро и повторять работу снова.

Для убирания серебра с пластмассы потребуется раствор такого типа:

  • ангидрид хром – 10 граммов на литр;
  • серная кислота – 3 грамма на литр.

Одинаковую пленку рекомендуется обработать лаковым слоем, который убережет пластмасу. Также вероятна последующая гальваническая поверхностная обработка.

Технологии металлизации, серебро, медь, никель, кобальт.


admin

You must be logged in to post a comment