【簡介】

注塑按鍵制品表面絲印電鍍復(fù)合新工藝的研究

李飛1,孫賢初1,董祥忠2

(1.珠海格力電器股份有限公司,廣東珠海519070;2.四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院,四川成都610065)

摘要：通過對絲印油墨和電鍍液的改良以及表面處理工序的調(diào)整,探索研究了在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)注塑按鍵制品上絲印電鍍的復(fù)合新工藝,該工藝已成功應(yīng)用于有表面復(fù)合工藝要求的家電注塑制品,實踐效果可行,有效解決了電鍍注塑制品表面文字、圖案附著力差的技術(shù)難題。

關(guān)鍵詞：注塑按鍵制品;絲印電鍍;復(fù)合工藝;電鍍液;絲印油墨

中圖分類號：TQ320·67  文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B  文章編號：1005-5770(2010)08-0085-03

隨著家電市場擴(kuò)大,廣大消費者對家用電器的外觀檔次要求越來越高。在高檔的空調(diào)、冰箱、電視機(jī)等家用電器上所用的塑料按鍵、旋鈕、開關(guān)等塑料件,常采用表面電鍍方式以獲得金屬質(zhì)感及美觀性。而這些按鍵類零件一般又都需要有文字或圖案來加以幫助說明其功能作用與操作指引,這些要求僅靠單一的電鍍工藝一般是無法很好的得到解決,常用做法是在按鍵旁邊設(shè)置非電鍍區(qū)域進(jìn)行絲印標(biāo)識;或直接在電鍍層上絲印文字、圖案。兩者比較起來,前者不夠直觀、缺乏協(xié)調(diào)性;后者的絲印文字或圖案容易磨損、脫落等。所以電鍍注塑件表面標(biāo)識問題已成為塑膠從業(yè)者亟待解決的一個大問題。筆者依據(jù)生產(chǎn)實際需求,選擇并調(diào)配了絲印油墨、電鍍液,并創(chuàng)造性地調(diào)整了絲印及電鍍工序的流程,探索出了本文所闡述的復(fù)合電鍍新工藝,有效解決了本企業(yè)生產(chǎn)中相關(guān)的技術(shù)難題,獲得了極大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1·實驗部分

1·1實驗材料

70L型塑料按鍵(制品結(jié)構(gòu)如圖1所示),材料為通用ABS,自制,為保證按鍵的撓曲及回彈功能,制品彈性段結(jié)構(gòu)不能有鍍層;絲印油墨:8C冷灰-H1,自制;電鍍液:自制,不同工藝階段使用的溶液中分別含硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、3價鉻離子、鉻鹽等。

1·2儀器及設(shè)備

工業(yè)電鍍槽:150cm×70cm×120cm;注塑機(jī):HTF160X2型,合模力1600kN,寧波海天股份有限公司。

1·3制作工藝

下面以圖1所示公司70L型按鍵為例,詳盡說明絲印電鍍復(fù)合工藝的具體操作流程。

1)注塑成型。該注塑模具為一模兩腔,為保證電鍍后注塑件的質(zhì)量,型腔內(nèi)表面應(yīng)光滑,注塑件外表面不得有劃傷、縮水等缺陷,有關(guān)注塑工藝條件參見表1所示。制品注塑完成后,應(yīng)將主流道剪去大部分,保留其分流道,使根部保留有2~6mm的長度以方便電鍍后工序的操作。

2)鍍導(dǎo)電底層。將注塑按鍵制品裝夾在電鍍架上,按事先設(shè)定的如下工藝流程及條件,在注塑按鍵表層電鍍一導(dǎo)電層后,將注塑按鍵取下即成。在該操作過程中,應(yīng)注意防止劃傷有外觀要求的注塑按鍵導(dǎo)電層的表面(注:按鍵頂端及其2mm以下厚度的周邊表面均為有外觀要求的光滑面,效果見圖3)。具體工藝流程及條件如下:

a.除油:在溫度為55~65℃的磷酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉及乳化劑的混合液里浸泡20~30min,經(jīng)熱水沖洗、硫酸液中和、再清洗后進(jìn)入下工序。

b.粗化:在溫度為50~60℃的高鉻酸型粗化液里浸泡5~10min,經(jīng)充分沖洗進(jìn)入下道工序。

c.化學(xué)鍍:首先在25~35℃的氯化亞錫、鹽酸混合液里敏化處理3~5min;然后在30~40℃的氯化鈀、鹽酸混合液里活化處理3~5min;接著使用自制硫酸鎳、氯化鈉等混合鍍液進(jìn)行導(dǎo)電層化學(xué)鍍。

3)局部退導(dǎo)電層。

為了保證注塑按鍵制品的彈性,注塑按鍵制品腳的下部至少有四分之一部分需用濃酸退掉導(dǎo)電層,然后再用清水清洗掉按鍵腳上殘留的酸液(注意避免水濺到注塑按鍵制品有外觀要求的表面);再甩干零件上的水珠,并用軟棉布輕輕擦掉注塑按鍵制品需絲印表面上的水珠,防止其在表面烘干后留下水漬紋,而影響后工序絲印的質(zhì)量;最后將零件整齊擺放在烘干架上。在整個操作過程中,必須戴細(xì)紋棉質(zhì)手套,人手不能直接接觸有外觀要求的注塑按鍵制品表面。

4)烘干。將擺放在烘干架上的零件放入電熱烘箱內(nèi),烘干零件上的水分。烘箱溫度為60~65℃,時間大約10min,以烘干零件上的水分為原則。

5)檢查導(dǎo)電底層的質(zhì)量。有外觀要求的導(dǎo)電層表面,不得有影響后續(xù)絲印和電鍍工序的質(zhì)量缺陷,如劃傷、較嚴(yán)重的水漬紋、油脂等。

6)絲印。將檢驗合格的按鍵制品精確放置在絲印工裝夾具上進(jìn)行絲印作業(yè)。

絲印環(huán)境要求:無塵(不高于10萬級),溫度22~26℃,濕度75%~80%。不符合上述要求的環(huán)境,將對絲印、電鍍質(zhì)量及產(chǎn)品合格率造成較大的影響。絲印操作要求:零件裝夾到位,絲印網(wǎng)版定時清理,刮板運行力度適中,在該整個操作工藝過程中,放、取零件均須佩帶細(xì)紋棉質(zhì)手套,手不得直接接觸零件,尤其是有外觀要求表面。有關(guān)70L型按鍵1絲印后的效果,見圖2。

7)烘干。將絲印好的按鍵制品放入電熱烘箱內(nèi)烘干及固化絲印油墨。采用Seiko1000二液反應(yīng)型環(huán)氧金屬油墨時,烘箱溫度設(shè)為30~35℃,烘干時間10h以上,以確保油墨完全固化。如采用其他牌號的油墨時,其烘箱溫度、烘干時間等應(yīng)根據(jù)實驗效果進(jìn)行確定。

8)絲印檢驗。對絲印及導(dǎo)電層質(zhì)量須進(jìn)行全檢,要求絲印內(nèi)容筆劃粗細(xì)均勻,無連筆、掉筆和油墨擴(kuò)散等現(xiàn)象。

9)電鍍表層。將絲印合格制品裝夾在電鍍架上,上電鍍作業(yè)線,使用自制硫酸鎳、氯化鎳、硼酸等混合鍍液在40~50℃的鍍槽中電鍍作業(yè)10~15min,注意控制穩(wěn)定的陰極電流密度及鍍液pH值,完成后將零件取下。在操作過程中,應(yīng)注意防止劃傷外觀表面。

10)電熱烘干。烘干溫度60~65℃,烘干時間10min左右。

11)終檢。有外觀要求的電鍍表面,即在注塑按鍵制品的頂端2mm以上的表面要求光亮,無明顯斑點和暗紋等缺陷。有關(guān)70L型按鍵1復(fù)合工藝最終效果,參見圖3所示。

2·工藝應(yīng)用及推廣

2002年8月中旬,項目小組按立項要求通過公司相關(guān)部門委托外協(xié)廠家按照上述要求進(jìn)行實際生產(chǎn)驗證,經(jīng)調(diào)試后產(chǎn)品完全達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量效果。

2003年1月,該絲印電鍍復(fù)合新工藝技術(shù)首先批量應(yīng)用于50LB型控制器塑料按鍵制品上,經(jīng)過多年實踐及生產(chǎn)使用證明,效果十分理想。目前,已采用該絲印電鍍復(fù)合新工藝技術(shù)生產(chǎn)的塑料制品有:50LB型定時按鍵、50LB型背光按鍵、50LB型液晶按鍵、70L型按鍵1、70L型按鍵2等(70L型按鍵2及70L型組合按鍵復(fù)合工藝效果圖分別見圖4、圖5)。此后,公司產(chǎn)品中所有的塑料按鍵類零件均采用此新工藝,大大提升了產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,在一定程度上提高了公司產(chǎn)品的魅力指數(shù),增強(qiáng)了產(chǎn)品的市場競爭力,為公司的發(fā)展起到促進(jìn)作用。

3結(jié)論

該絲印電鍍復(fù)合新工藝自驗證成功以來,一直被應(yīng)用至今。盡管相對于其他絲印、電鍍工藝來說工序比較復(fù)雜,但為更好地服務(wù)于廣大顧客及市場,對具有類似外觀要求的制品一般都推薦選用該工藝,究其原因主要是他具有諸多其他工藝所不具備的優(yōu)點:

1)文字、圖案清晰,附著力好,不但完全高于先電鍍后絲印的效果,也是其他類似工藝所無法比擬的,比如與電鍍效果最為逼近的“噴涂+絲印”工藝相比具有以下兩個優(yōu)勢:a.表面硬度高。噴涂所得表面硬度一般要略低于電鍍表面處理要求的硬度;b.附著力好。對消費者來說,在使用按鍵時,非復(fù)合工藝制品直接接觸到絲印層,而復(fù)合工藝制品直接接觸到的只是電鍍表層,就耐受力而言,電鍍層遠(yuǎn)高于絲印層,所以復(fù)合工藝要比其他工藝獲得的制品附著力好得多。

2)文字和圖案具有一定的立體效果。由于是先絲印、后電鍍,鍍層在絲印的文字和圖案上又覆蓋了一層,所以,文字和圖案看起來微微凸起,形成了很好的視覺效果。

綜合來說,絲印電鍍復(fù)合工藝產(chǎn)品外觀檔次高,使用效果好,能夠為家電成品帶來極高的附加值,也能為企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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