电铸,电镀,真空镀膜等常见镀膜方式

电铸
电铸大致可分为三类，即装饰性电镀（以镀镍-铬、金、银为代表）、防护性电铸（以镀锌为代表）和功能电镀(以镀硬铬为代表). 电铸是利用电镀法来制造产品的功能电镀之一。上海仪研INTEKE.CN最近几年，由于电铸用于制造宇航或原子能的某些零件，它已作为一种尖端加工技术而为人们所瞩目。（此外通过电镀使金属与金属相结合的所谓“电结合技术”也进行了研究。这种电结合的金属不会因热而改变金属材质的机械性能和物理性。）
电铸特征与电铸制品
电铸法的优点：
1、能进行超精密加工（复制精度好）。电铸最重要的特征是它具有高度“逼真性”。电铸甚至可复制0.5微米以下的金属线。例如：1英寸的宽度内，有2500根 3.5微米的超细线的电视摄像机用的高精度金属网(超细金属网)，就使用了电铸法进行生产的。而香烟过滤嘴的纤维，也是使用纤维素通过超细金属网制成的，这是用其他金属加工法所不能达到的。电铸复制的精度是非常高的。高精度金属网的制造法，是在底板上用照相制板技术按需要涂上绝缘层（保护层），然后以此作为模板进行电铸。
2、 能调节沉积金属的物理性质。可以通过改变电镀条件，镀液的组分的方法来调节沉积金属的硬度、韧性和拉伸强度等。还可以采用多层电镀、合金电镀、复合电度镀方法得到其他加工方法不能得到的物通过这样的过程后塑胶电镀层一般主要由以下几层构成：

如图所示，电镀后常见的镀层主要为铜、镍、铬三种金属沉积层，在理想条件下，各层常见的厚度如图所示，总体厚度为0.02mm左右，但在我们的实际生产中，由于基材的原因和表面质量的原因通常厚度会做的痹烩个值大许多，不过大型电镀厂一般可以较好的达到这样的要求。理性质。
3、 不受制品大小的限制。只要能够放入电镀槽就行。
4、 容易制出复杂形状的零件。
电铸法的缺点：
1、 操作时间长。例如：用3A/dmm的阴极电流密度沉积3mm厚的镍层，需要25h20min。即使用是小薄零件要镀厚层时，成本很高，但是电镀过程中可以无人管理。
2、 要有经验和熟练技能的人员操作。电铸装置是简单的，但在复制复杂形状的模型中要制造母模、导电层处理、剥离处理等，这些工序都要求有经验和熟练技能的人员才能操作。
3、 必须有很大的作业面积。即使是小制品，也需要有镀槽、水洗槽等平面布置，废水处理装置必须有相当大的作业面积。
4、 除了要有电镀操作技术外，还必须有机械加工和金属加工知识。电铸法并不是单用电镀操作而制出制品，还要进行衬底加工、研磨等机械操作，所以必须具备这些方面的知识和技巧。
电铸制品
1、 制造复制品。包括原版录音片及其压模、印模、粗糙度标准片、美术工艺品、建筑五金、佛具等金属五金类。
2、 制造模具。包括塑料成形模具、冲压模具、镍-钴-钨硬质合金电铸模具、印刷用字母等。
3、 金属箔与金属网的制造。印刷线路板用铜箔，各种金属网、平板或旋转过滤网（印染、电器及电子零件用）、特殊刀片等。
4、 其它。用于制造电火花加工电极、防涂装遮蔽板、金刚石锉刀、钻头、波导管，贮藏液态氢的球型真空容器，熔融盐电解制造钨等耐热金属的透平叶片，从非水溶液制造铝太阳能集热板等。
电铸工艺流程：①→②→③→④→⑤→⑥
① 基板
② 涂感光膜
③ 曝光
④ 显影
⑤没有感光膜的区域电铸镍
⑥ 电铸的镍层与基板分离后的模板成品
电铸件在手机装饰中应用比较多，如方向键、表面銘板、标识牌等。它的档次较高、金属质感强、耐磨性好。电铸分立体模具和平面模具制作。
一、立体模具制作
电铸件加工流程如下：
1. 原始模具 模具材质为铜、钢、镍（制作镭射效果另论）。加工方法，一种是使用立体雕刻机，刀头只有0.1mm，一种为精密CNC，光面用CNC加工出来。模具与所需零件是反型的，还有一种是采用腐蚀。
2. 原始模具放到电解槽中，镀镍。厚度由电解时间和电流大小决定，厚度也会有一定的浮动，尖点的地方会厚一些。得到的模具和零件一样。
3. 把上道工序镀出的零件剥离，作为模具再镀10～12小时，有0.5mm厚，得到的模型与零件反型，称为一级模。
4. 一级模再电镀一次，称为二级模，进行微处理，得到的模具和零件一样。
5. 二级模通过同样的工序处理成为三级模，与零件反型。
6. 三级模通过同样的工序处理成为四级模，形状与零件一样，可以用来作为样品（打样）。样品为2～5件。以上每一套模具都要进行微处理，处理成两种效果，一种是光面，用砂纸或抛光机进行抛光，另一种是麻面，处理方法有喷砂、腐蚀、电火花加工等。
7. 在四级模的基础上复制出凸模，再用凸模复制出凹模，如此循环复制，再把所有的凹模联板焊接成为模具，再此基础上电镀出的为成品。模具大小一般为320× 280mm。产品的价格取决于一块模具能够排多少件凹模，即一次能生产多少件成品。一张模具的使用寿命不超过十次。电铸出的产品用切割机切割成产品，然后背胶，用模切机切边。一般模具用镍作材料，材质比较硬，复制的次数较多。铜材相对易磨损。电镀时用的防护层为PVC类塑胶。
镭射效果
镭射的彩色效果是靠表面的细碎面对光进行的不同方向的反射形成的。镭射面很细微，容易磨损，所以一般凹进去。
在电铸时可以制作出各种效果
镭射面四级模（凹模）复制出凸模不深于3mm拉丝光面
制作镭射效果需要镭射基板
制作过程（不同要求过程会略有不同）：
1、 在镭射基板上涂上感光液，再覆盖上根据所需字体或图案制作的菲林，然后光照感光。注意，只有所需图案和字体部分感光，形成保护膜。
2、 将没有保护液的地方去除（雕刻、腐蚀）。电镀出一级模。
3、 一级模电镀出二级模，用CNC加工出侧面外形，抛光。厚度约为3mm。
4、 二级模电镀出三级模。
5、 微处理三级模，电镀出四级模，再进行表面处理（麻面、拉丝），可以得到样件。样件需要三周到一个月的时间。
表面效果搭配：
􀁺 镭射
􀁺 光面
􀁺 麻面
􀁺 拉丝
􀁺 字体（图案）
二、平面模具
􀁺 特点是薄、亮、形状自由
􀁺 产品超薄，厚度为0.05～0.15mm
􀁺 模具材质为铝、不锈钢 ，冲压成型。
􀁺 电镀颜色有银色，金色（镀金），黑珍珠色（镀黒珍珠镍）。\r
􀁺 表面效果有光面（需光板），麻面（电化学腐蚀、颜色丰富、单色），拉丝（电化学腐蚀）。
顺便提一下水晶标牌
应用于冰箱上的标牌等。
结构如下：
聚氨酯
印刷层
基材

基材为纸、PVC、PC等。
在基材上丝印，形成印刷层。
由滴胶机滴透明的聚氨酯（硬质或软质，有固化剂）到印刷好的基材上，固化。

电镀
电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。
电镀的一般作用：
1、防腐蚀；
2、防护装饰；
3、抗磨损；
4、电性能：根据零件工作要求，提供导电或绝缘性能的镀层
5、工艺要求。
常见镀膜方式介绍：
1、化学镀（自催化镀） autocalytic plating
在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程，通过这样的过程才能进行后期电镀等处理，多作为塑件的前处理过程。
2、电镀 electroplating
利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程，这种工艺过程比较烦杂，但是其具有很多优点，例如沉积的金属类型较多，可以得到的颜色多样，相比类同工艺较而言价格比较低廉。
3、电铸 electroforming （见电铸篇）
通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品（能将铸模和金属沉积物分开）的过程。这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用，一般采用铜材质作一个
部件的形状后，通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上，通常沉积厚度达到几十毫米，之后将形腔切开，分别镶拼到模具的形腔中，注射塑件，通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果，满足设计的需要，通常我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话，会达到良好的外观效果。
4、真空镀vacuum plating
真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，它们都是采用在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜，通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层，同时具有速度快附着力好的突出优点，但是价格也较高，可以进行操作的金属类型较少，一般用来作较高档产品的功能性镀层，例如作为内部屏蔽层使用。
电镀工艺过程介绍：
就塑胶件而言，我们常见的塑胶包括热塑性和热固性的塑料均可以进行电镀，但需要作不同的活化处理，同时后期的表面质量也有较大差异，手机中一般是ABS电镀，有时也利用不同塑胶料对电镀活化要求的不同先进行双色注塑，之
后进行电镀处理，这样由于一种塑胶料可以活化，另一种无法活化导致局部塑料有电镀效果，达到设计师的一些设计要求，下面我们主要就ABS材料电镀的一般工艺过程对电镀的流程作一些介绍。

去应力:由于塑件注射后均存在应力，为了电镀后变形的尽量减少，所以多用冰乙酸浸泡塑件去除应力。

脱脂:为了保证粗化时对溶液的均匀接触，需要将塑件上的油腻通过中低温碱性药剂去除掉。

粗化:一般通过采用高铬酸溶液将塑件表面粗化，保证与溶液接触面积。

中和、还原、浸酸:去除塑料表面残留的强酸、强氧化物及杂质用于活化之前，增加塑料表面的亲和性。

敏化:在塑件表面吸附还原性的两价锡离子，为活化作准备工作。

活化:为了电镀金属的需要，在塑胶件的表面吸附一层有催化活性的贵金属层，如Ag等材质

还原或解胶:活化清洗后要还原处理，提高表面活性，加快沉积，同时去除残留在表面的活化液，防止带入化学镀液中引起分解
电镀层标识方法：
在对镀层的技术要求的标识上可以参照下面的办法：
金属镀层标识时采用下列顺序表示：
基体材料 /镀覆方法 --镀覆层名称 镀覆层厚度 镀覆层特征 后处理
例如：PL/Ep·Cu10bNi15bCr0.3
塑料，电镀光亮铜10μm 以上，光亮镍15μm 以上，普通铬0.3μm 以上，下面表格是对上面标识方法中一些效果的表达方式。

化学镀:在塑胶电镀前要形成导电性良好的金属镀层，镀层均一、连续性好，保证电流可以形成回路保证电镀进行。

电镀:一般采用铜、镍、铬三种金属复合电镀在塑件的表面，形成表面装饰层。

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电镀设计基本要求：
1． 基材最好采用ABS材料，ABS电镀后覆膜的附着力较好，同时价格也比较低廉。
2． 塑件表面质量一定要非常好，电镀无法掩盖注射的一些缺陷，而且通常会使得这些缺陷更明显。
3． 在结构设计时也要关注外形要适合于电镀处理：
1） 表面凸起最好控制在0.1~0.15mm/cm，尽量没有尖锐的边缘。
2） 如果有盲孔的设计，盲孔的深度最好不超过孔径的一半，不要对孔的底部的色泽作要求。
3） 要采用适合的壁厚防止变形，最好在1.5mm以上4mm以下，如果需要作的很薄的话，要在相应的位置作加强的结构来保证电镀的变形在可控的范围内。
4）在设计中要考虑到电镀工艺的需要，由于电镀的工作条件一般在60度到70度的温度范围下，在吊挂的条件下，结构不合理，变形的产生难以避免，所以在塑件的设计中对水口的位置要作关注，同时要有合适的吊挂的位置，防止在吊挂时对有要求的表面带来伤害，如上图的设计，中间的方孔专门设计用来吊挂。
5） 另外最好不要在塑件中有金属嵌件存在，由于两者的膨胀系数不同，在温度升高时，电镀液体会渗到缝隙中，对塑件结构造成一定的影响。
4．在塑件的加工时，要关注到几个问题，其一塑胶料在加工时要充分烘干，否则残留的水分会对塑件表面造成气孔、流线纹等缺陷，严重影响电镀的效果，另外尽量避免使用脱模剂，因为脱模剂的使用会对电镀膜的附着力产生影响。
电镀件设计注意事项：
1、电镀件镀层厚度对配合尺寸的影响
电镀件的厚度按照理想的条件会控制在0.02mm左右，但是在实际的生产中，可能最多会有0.08mm的厚度，所以在有滑动配合的位置上，单边的间隙要控制在0.3mm以上，才能达到满意的效果，这是我们对电镀件配合时需要作的关注。
2、镀件变形的控制
由于电镀流程中，几道工序的工作温度都在60℃～70℃，在这样的工作条件下，吊挂的工件极易发生变形，如何控制制件的变形是我们在加工中关注的一个问题，在同电镀厂工程师的交流后认为关键在于要在塑件结构上充分考虑挂接方式和支撑结构的设计，目的就是增强整个架构的强度，一般的做法都是在注射的流道结构上设计各种结构，即保证了塑流的填充又加强了整体的结构，电镀的时候，一起进行电镀，电镀后剪掉浇道得到最后的成品。
3、局部电镀要求的实现
在我们的设计中常常要求在制件表面的不同局部实现不同的效果，在电镀件上也常常出现这样的需求，我们通常采用以下三个方法来实现这个功用：
（1）如果可以分件，建议做成不同的部件，最后装配成一个零件，在形状不
复杂并且组件有批量的条件下的情况下，开一套小的模具注射的费用会形成比较明显的价格优势。
（2）如果是在不影响外观的局部要求电镀，通常可以采用加绝缘油墨后进行电镀的方法进行加工，这样喷涂了绝缘油墨的部位就会没有金属覆膜，达到要求，其实这是我们在设计中常常涉及到的一个部分，因为电镀后的制件会变硬变脆，是我们不希望得到的结果，所以尤其在按键这类的制件上它的拐臂是我们不希望被电镀上的部分，因为我们需要它有充分的弹性，局部电镀在这个时候就非常必要。在另外的情况下也常用到，类似于PDA这类的轻巧的制品，一般电路板直接固定在塑胶壳体上，为了防止对电路的影响，通常在同电路有接触的部分均进行绝缘处理，这时多采用油墨的方式来进行电镀前对局部的处理。
电镀设计中需要局部喷涂绝缘油墨时，电镀的部分要形成连通的回路才可以对各个局部形成良好的电镀层，如果各个电镀表面被分割成好多部分，就无法实现均匀的电镀效果。只有这样形成良好的回路可以让电流和液体中的电离子良好的反应，才能实现良好的电镀效果。
(3)另外一种办法就是采用类似双色注塑的工艺，一般如果有双色注射机，可以将ABS和PC分不同的阶段注射，制成塑件后进行电镀处理，在这样的条件下，由于两种塑料对电镀液的不同附着力导致ABS部分有电镀的效果而PC部分没有电镀的效果，从而达到要求，另外一种办法就是将制件分成两个部分，先将一个部分进行注射后进行电镀处理，然后将处理后的制品装入另外一套模具中进行二次注射得到最终的样品。
4、混合电镀对设计的影响
我们在设计中常常采用高光电镀和蚀纹电镀的效果共同作用在一个制品上
得到特殊的设计效果，通常在设计中建议采用较小的蚀纹，这样效果会比较好，但这样的设计时，为了不会使蚀纹的效果被电镀所掩盖，有时会电镀两层后就不进行电镀，这样的后果是电镀第二层的镍会比较容易氧化变色，影响设计的效果。
5、电镀效果对设计的影响
这里主要指如果进行有颜色的电镀效果时，要提交色差表，因为电镀后的颜色无法做到均匀一致，不同的制件会有较大的差距，所以要提供可以接受的颜色差距值。
真空蒸镀
真空蒸镀法是在高真空下为金属加热，使其熔融、蒸发，冷却后在样品表面形成金属薄膜的方法。
加热金属的方法：有利用电阻产生的热能，也有利用电子束的。 在对树脂实施蒸镀时，为了确保金属冷却时所散发出的热量不使树脂变形，有必须对蒸镀时间进行调整。此外，熔点、沸点太高的金属或合金不适合于蒸镀。
真空蒸镀流程：
1、 脱脂处理 用丙酮或酒精进行清洗
2、 表面处理（必要时） 电晕（corona）放电处理，紫外线照射处理等。
3、 底面涂布/硬化处理（必要时）
为了得到精美的蒸镀膜，有时必须进行底面涂布处理。进行底面涂布处理可以得到以下的效果：
(1)、改善树脂与蒸镀膜之间的密接性
(2)、将成型品表面的微小凹凸部分填平，以获得如镜面一样的表面
无论是为了得到反射镜作用而实施真空蒸镀，还是对密接性较低的夺钢进行真空蒸镀时，都必须进行底面涂布处理。底面涂布工艺基本与涂布工艺相似。如一般的涂料一样，可以使用喷枪进行喷涂。
4、 真空蒸镀工艺 蒸镀金属为铝、金等。
5、 表面涂布/硬化处理（必要时）
由真空蒸镀所产生的金属薄膜相当的薄，为了利用外界的化学、物理等性能，以达到保护蒸镀膜的目的，有时需要实施表面涂布处理(或过量涂布)。
表面涂布就是使用人们所说透明的涂料，与底面涂布一样，采用与涂布相同的工艺进行涂布、固化。


喷镀

喷镀象电镀或蒸镀一样，是在树脂等表面涂布金属薄膜的手法之一。尽管喷镀与蒸镀在技术上非常相似，但蒸镀是在减压容器内，使加热、蒸发的金属蒸气附着在树脂表面；而喷镀是让加速离子与金属发生碰撞，在反作用力的作用下使释放出的金属原子附着在树脂的表面。由于金属原子的能量低于蒸镀能量，即使是耐热性较差的树脂材料，在其表面亦可生成稳定性良好的金属薄膜。此外，还可生成合金、高熔点的金属膜。因需要大型中间电极，故，极少看到喷镀金、银这样高价金属的范例。
喷镀工艺流程：
1、脱脂处理
用丙酮或酒精进行清洗
2、表面处理（必要时）
电晕放电处理，紫外线照射处理等
3、底面涂布/硬化处理（必要时）
4、喷镀工艺
5、表面涂布/硬化处理（必要时）
采用喷镀方法得到的金属薄膜相当的薄，此外，因金属氧化等化学反应引起金属薄膜生锈或变色，最终导致金属薄膜的损坏。特别是想铝这样比较软的金属，因磨损等原因导致金属薄膜受伤，严重时会出现剥离。为了利用外界的化学、物理等性能，以达到保护蒸镀膜的目的，有时需要实施表面涂布处理(或过量涂布)。表面涂布就是使用人们所说透明的涂料，与底面涂布一样，采用与涂布相同的工艺进行涂布、固化。