注塑按鍵制品表面絲印電鍍復(fù)合新工藝的研究

【簡(jiǎn)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(guò)對(duì)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(shí)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(hào)：TQ320·67  文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B  文章編號(hào)：1005-5770(2010)08-0085-03

隨著家電市場(chǎng)擴(kuò)大,廣大消費(fèi)者對(duì)家用電器的外觀檔次要求越來(lái)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(lái)加以幫助說(shuō)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(wú)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(shí);或直接在電鍍層上絲印文字、圖案。兩者比較起來(lái),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(shí)問題已成為塑膠從業(yè)者亟待解決的一個(gè)大問題。筆者依據(jù)生產(chǎn)實(shí)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(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1·實(shí)驗(yàn)部分

1·1實(shí)驗(yàn)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(jià)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(shuō)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(zhǎng)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(guò)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(gè)操作過(guò)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(shí)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(yàn)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(wú)塵(不高于10萬(wàn)級(jí)),溫度22~26℃,濕度75%~80%。不符合上述要求的環(huán)境,將對(duì)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(shí)清理,刮板運(yùn)行力度適中,在該整個(gè)操作工藝過(guò)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(shí),烘箱溫度設(shè)為30~35℃,烘干時(shí)間10h以上,以確保油墨完全固化。如采用其他牌號(hào)的油墨時(shí),其烘箱溫度、烘干時(shí)間等應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行確定。

8)絲印檢驗(yàn)。對(duì)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(wú)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(guò)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(shí)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(wú)明顯斑點(diǎn)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(xiàng)目小組按立項(xiàng)要求通過(guò)公司相關(guān)部門委托外協(xié)廠家按照上述要求進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)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(guò)多年實(shí)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(shí)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(yàn)證成功以來(lái),一直被應(yīng)用至今。盡管相對(duì)于其他絲印、電鍍工藝來(lái)說(shuō)工序比較復(fù)雜,但為更好地服務(wù)于廣大顧客及市場(chǎng),對(duì)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(diǎn):

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(wú)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(gè)優(yōu)勢(shì):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(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō),在使用按鍵時(shí),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(lái)微微凸起,形成了很好的視覺效果。

綜合來(lái)說(shuō),絲印電鍍復(fù)合工藝產(chǎn)品外觀檔次高,使用效果好,能夠?yàn)榧译姵善穾?lái)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(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]《表面處理工藝手冊(cè)》編審委員會(huì).表面處理工藝手冊(cè)[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1991.

[2]李東光,翟懷鳳.48種實(shí)用化學(xué)產(chǎn)品制造技術(shù)[M].北京:金盾出版社,1990.

[3]馬懿卿.注塑技工實(shí)用技術(shù)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2008.

[4]曾華梁,吳仲達(dá),陳鈞武等.電鍍工藝手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

[5]劉仁志.非金屬電鍍與精飾———技術(shù)與實(shí)踐[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.