雷大法*

（廣東美的生活電器制造有限公司，廣東 佛山 528000）

塑膠制品電鍍金屬鍍層一般呈銀白色，較為單調(diào)，隨著人們對塑膠制品的裝飾性要求越來越高，單一的銀白金屬色澤已無法滿足市場需求，金黃色金屬光澤因具有鏡面光亮和雍容華貴的外觀而越來越受青睞。目前塑膠制品鍍金黃色鍍層一般使用鍍真金或鍍銅錫仿金工藝，但真金價格高昂而無法廣泛應(yīng)用，銅錫仿金又存在極易氧化變色的缺點而難以滿足需求。氮化鋯鍍層具有金黃色金屬色澤，為難熔硬質(zhì)化合物，化學(xué)穩(wěn)定性好，不僅能滿足人們喜歡金黃色澤的需求，還能提供更優(yōu)異的鍍層性能。本文先對ABS 塑膠制品進(jìn)行電鍍處理，再真空濺射鋯靶材，得到金黃色氮化鋯鍍層。

1 電鍍處理

電鍍處理的工藝流程、配方和工藝條件由某藥水供應(yīng)商提供，具體工藝流程為：除油─親水─水洗─粗化─中和─預(yù)浸─沉靶─解膠─水洗─堿性鍍鎳─水洗─焦磷酸鹽鍍銅─硫酸鹽鍍銅─水洗─鍍鎳─水洗─鍍鉻。

1.1 除油

除去ABS 制品沾附的油污，一般使用堿性除油液：Na3PO430～55 g/L，Na2CO320～30 g/L，NaOH 15～20 g/L。

1.2 親水

充分潤濕制品表面，溶液組成和工藝為：化學(xué)純H2SO450～130 g/L，脂肪酸鈉0.2～0.5 g/L，常溫，1～3 min。

1.3 粗化

粗化的目的是提高ABS 制品的表面親水性和形成適當(dāng)?shù)拇植诙?，以保證其鍍層有良好的附著力。工藝參數(shù)為：Cr2O3200～450 g/L，化學(xué)純H2SO4200～400 g/L，60～70°C，7～16 min。

1.4 中和

采用80～120 mL/L鹽酸將殘留在制品表面的六價鉻清洗干凈，以免污染活化劑。

1.5 預(yù)浸

預(yù)浸可增強(qiáng)活化劑的穩(wěn)定性，防止活化劑被水稀釋及水解，預(yù)浸液由50～100 mL/L 鹽酸和220 g/L 預(yù)浸鹽組成。

1.6 沉鈀

利用膠體鈀活化法將鈀離子吸附于工件表面并還原成活性鈀金屬，對后續(xù)化學(xué)鍍鎳起催化作用。工藝參數(shù)為：鈀活化劑1.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，預(yù)浸鹽220 g/L，化學(xué)純鹽酸50 mL/L，3～8 min，35～45°C。

1.7 解膠

鈀活化后，制品表面吸附的膠態(tài)鈀微粒并不起催化作用，因鈀微粒周圍吸附了具有穩(wěn)定膠態(tài)作用的錫水解膠層。要使鈀微粒發(fā)揮催化活性中心的作用，必須對產(chǎn)品表面進(jìn)行解膠處理，具體工藝參數(shù)為：化學(xué)純鹽酸100 mL/L，40～55°C，1～4 min。

1.8 堿性鍍鎳

ABS 塑膠不能耐高溫，故選用堿性低溫化學(xué)鍍鎳工藝[1]，具體為：NiSO425～30 g/L，NaH2PO2·H2O 25～30 g/L，NH4Cl 20～30 g/L，檸檬酸鈉10～15 g/L，40～60°C，3～6 min。

1.9 焦磷酸鹽鍍銅

化學(xué)鍍鎳層易鈍化，在直接對其進(jìn)行光亮酸性鍍銅的初始階段往往難以完全覆蓋，焦磷酸鹽鍍銅液的分散能力和覆蓋能力較好，采用焦磷酸鹽體系先鍍一薄層銅有利于解決這一問題，具體工藝參數(shù)為：Cu2P2O7·3H2O 60 g/L，K4P2O7·3H2O 330 g/L，檸檬酸銨22 g/L，40～50°C，2～3 min。

1.10 硫酸鹽鍍銅

CuSO4200～220 g/L，化學(xué)純H2SO460～80 g/L，化學(xué)純鹽酸70～80 mg/L，20～35°C，8～20 min。

1.11 鍍鎳

鍍銅后再鍍鎳層可增強(qiáng)鍍層的耐腐蝕性，工藝參數(shù)為：NiSO4220～280 g/L，NiCl235～65 g/L，H3BO340～45 g/L，50～60°C，5～10 min。

1.12 鍍鉻

鍍鉻可增強(qiáng)整體鍍層的硬度和耐磨性，并為真空鍍氮化鋯提供良好的基體，其工藝參數(shù)為：Cr2O3200～270 g/L，化學(xué)純H2SO42.0～2.7 g/L，40～45°C，2 min。

2 真空鍍氮化鋯

工藝流程為：清洗─烘干─真空鍍─性能檢測。

2.1 清洗

基材表面清潔度是成膜的關(guān)鍵，表面必須無污漬和斑點，因此采用超聲波清洗。添加5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))超聲波專用清洗劑JZ-300A(鉅正科技)，溫度控制在50～60°C 之間，清洗時間為10 min。

2.2 烘干

殘留于制品表面的水分會影響鍍層質(zhì)量，如鍍膜易脫落或產(chǎn)生綠霉等。因此需采用強(qiáng)制烘干工藝，溫度為65°C，時間為40 min。

2.3 真空鍍氮化鋯

鍍鉻基材經(jīng)清洗、烘干后，進(jìn)行真空鍍氮化鋯。具體工藝參數(shù)為：總壓強(qiáng)0.3～0.5 Pa，氮氣流量15%～20%，靶材為99.99%鋯靶，靶材直流功率250～300 W，偏壓?50 V，溫度130°C，時間20 min[2]。

3 產(chǎn)品性能

3.1 顏色和光澤

本工藝已成功應(yīng)用于刮胡刀外殼和電飯煲裝飾件的實際生產(chǎn)中，圖1 為具有金色外觀的電飯煲手把裝飾片和刮胡刀外殼。樣品的具體顏色和光澤為：顏色明度值L*=81.36，紅綠變化值a*=0.31，黃藍(lán)變化值b*=34.45，20°角光澤度為91?？芍?，采用本工藝處理所得產(chǎn)品為較淺的金色，具有高光澤度。

圖1 刮胡刀外殼和電飯煲手把裝飾片金色外觀實物Figure 1 Razor casing and rice cooker handle with golden appearance

3.2 其他性能

對鍍氮化鋯樣品進(jìn)行附著力、硬度、耐蝕性等性能表征，結(jié)果見表1。

表1 氮化鋯樣品性能測試結(jié)果Table 1 Performance test results of ZrN sample

從表1 可知，采用本工藝制備的產(chǎn)品各項性能可滿足不同溫濕度環(huán)境的正常使用要求。

4 結(jié)論

ABS 塑膠制品經(jīng)電鍍銅、鎳、鉻處理后可為真空鍍氮化鋯提供良好基體，最終經(jīng)真空鍍后可獲得裝飾性和綜合性能較佳的鍍層。此工藝可改變ABS 電鍍外觀顏色單一的現(xiàn)狀，有效提高塑膠制品的綜合性能。

[1]程滬生.也談“ABS 塑料化學(xué)鍍鎳工藝”[J].電鍍與涂飾,2007,26 (7):19-20,25.

[2]牛建鋼,孫維連,李新領(lǐng).氮化鋯薄膜色度特性與工藝參數(shù)研究[J].真空,2006,43 (1):36-38.