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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JS PC-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。
JS PC-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。
JS PC-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
5～15 min

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

除油池
预备处理池
活化敏化池
电镀池
产品检验及设备
出厂

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