5.第五讲-化学镀镍-特氟龙复合镀层

第五节镍-特氟龙(Ni-Teflon、或Ni-P-PTFE)复合镀层
一、化学镀镍-特氟龙镀层的定义:
化学镀:是在无电流通过(无外界动力)时,借助还原剂在同一溶液中发生的氧化还原作用,从而使金属离子还原沉积在零件表面上的一种镀覆方法。
镍-特氟龙镀层:是将工件浸置于含有特氟龙的无电解镍镀液中,以化学沉积的方式将特氟龙PTFE、Ni-P镍磷合金均匀地镀于工件表面。此具有干式润滑特性的特氟龙物质PTFE分布于化学镍磷镀层中并不影响其耐蚀性,且能有效降低摩擦系数。复合镀层厚度:3μmNi(P)以上+2μmNi-PTFE以上。
又称为无电解镀镍,是在金属盐和还原剂共同存在的溶液中、靠自催化的化学反应而在金属表面沉积了金属
镀层的成膜技术。
镍-特氟龙Ni-Teflon又称为:镍-特富龙、镍-特富隆Ni-PTFE、镍-氟龙镀层、Ni-特氟龙、Ni-P-PTF镀层等。
镍-特氟龙Ni-Teflon镀层可以应用在铸铁、炭钢、不锈钢、铝合金、铜、黄铜、青铜、合金钢、镍合金等金
属材质上,也可以应用在玻璃、玻纤以及一些橡胶塑料等非金属材质上。对于各种塑胶、橡胶材料的成型有很大
帮助,尤其是PA、PVC、TPO、GF(玻璃纤维)、橡胶、硅胶、环氧树脂等特殊材料。
二、化学镀镍-特氟龙镀层的优点:
(1)  可以在由金属,半导体和非导体等各种材料制成的零件上镀覆金属。
(2)  无论零件的几何形状如何复杂,凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层。
(3)  可以获得较大厚度的镀层,甚至可以电铸。
(4)  无需电源。
(5)  镀层致密,孔隙小。
(6)  镀层往往具有特殊的化学,机械或磁性能。
三、化学镀镍-特氟龙的基本工艺:
如同其他湿法表面处理一样,化学镀镍-特氟龙包括:镀前处理、施镀操作、镀后处理各部分工艺序列组成,
正确地实施工艺全过程才能获得质量合格的镀层。然而,与电镀工艺比较,化学镀镍-特氟龙工艺全过程应格外仔细。
化学镀取决于在工件表面均匀一致的、迅速成的初始状态(起镀过程),化学镀镍-特氟龙并无外力启动和帮助克服任何表面缺陷;于是,工件一进入镀液即形成均匀一致的沉积界面,这一点很重要,因为化学镀是靠表面条
件启动的,即异相表面自催化反应,而不是电力。一般来说,化学镀镍-特氟龙液比较电镀液更加敏感娇弱。其中
各项化学成份的平衡、工艺参数的可操作范围比较狭窄;对于污染物的耐受能力较差,甚至ppm级的重金属离子就可能造成镀层性能恶化或漏镀、停镀;考虑到化学镀液的寿命,比较电镀液而言,十分有限,需要给予更多的
维护,尽可能延长化学镀液寿命是十分重要的。
为了使工件表层获得足够的表面附着力,必须首先除去待涂表面的全部油脂。使用有机溶剂溶解油脂
并加温
至约400℃使其完全挥发。
下一步,采用喷砂处理的机械方式清洁工件并使其表面毛糙。可以通过应用粘接助剂(底漆)的方式来改善
镀层同工件表层的结合能力。
四、镍-特氟龙(Ni-P-PTFE)化学复合镀简介:
近年来,钠米微粒在复合镀方面的研究逐渐活跃起来。目前,应用到复合镀的纳米微粒主要有PTFE、金刚石、氧化铝等。第二相粒子的弥散分布对改善镀层的性能起到了重要作用。
化学复合镀Ni-P-PTFE(聚四氟乙烯)合金是将PTFE超细颗粒分散于Ni-P镀层中。该镀层不仅具有厚度均匀,硬度高HV400(约HRC42),再附加上PTFE(聚四氟乙烯)自润滑性的特性。摩擦系数:0.06-0.12;其主要的运用目的是改善滑移部位的润滑性及防擦伤性等。由于PTFE微粒的化学稳定性好,且具有不粘性等特点。
根据不同的用途需求,PTFE(聚四氟乙烯)粒子的含有量是可以调整的。镍-特氟龙中特氟龙粒子体积百分比含
量约为30%左右。镍-特氟龙镀层特性:
4.1特性:(Ni、P、PTFE):
镀层中含有分散均匀的PTFE、镍和磷,有自润滑性及低摩擦系数(0.06~0.1)、耐膜性(5.6×10-4~3.0×10-5/mg-1·m-1)、滑动性改善的电镀技术。
4.2皮膜的结构:
含有PTFE(聚四氟乙烯)粒子的镍复合镀层特长:润滑性、泼水性、不黏性;以PTFE为基础添加其他金属元素,具有极高的化学稳定性,同时保证优良的耐磨性和抗腐蚀性,兼具低的摩擦系数和良好的自润滑性。
五、镍-特氟龙(Ni-P-PTFE)化学复合镀层的特点:
5.1不粘性:非粘着性、高离型性
几乎所有物质都不与特氟龙涂膜粘合。很薄的膜也显示出很好的不粘附性能。使塑胶产品脱模性出;防止
产品拉伤及粘模;
5.2耐热性:优良的耐高热和耐低温特性
特氟龙涂膜短时间可耐高温到320℃,一般在240℃~260 ℃之间可连续使用,具有显著的热稳定性,它可以
在冷冻温度下工作而不脆化,在高温下不融化。以及意想不到的极低的导热性。
5.3滑动性:低摩擦系数
特氟龙涂膜在所有固体材料中具有最低的摩擦系数。负载滑动时摩擦系数产生变化,但数值仅在0.05~0.15 之间。取决于表面压力,滑动速度以及运用何镀层。经特氟龙处理过的表面具有干润滑的效果。因此常常被应用
在对摩擦系数要求高的机械零部件上,降低摩擦系数增加耐磨性的同时,也可以自润滑。在生产诸如金属,塑料,纸张,食品的过程中,特氟龙镀层使它们的传送变得更加的容易。
当产品填充困难,可以通过型腔表面特氟龙镀层,降低模具表面摩擦系数,改善其填充速度。喷嘴进行特氟
龙镀层,也有助于熔体通过及避免堵嘴的发生。缩短成型周期10%以上,大幅提高产能。
5.4耐腐蚀性:提高工件的防腐蚀性
特氟龙几乎不受药品侵蚀,可以保护零件免于遭受任何种类的化学腐蚀。故可以用低成本不防锈的普通钢料
经过表面特氟龙镀层后,提升其抗腐蚀性与表面脱模性,代替不锈钢,降低成本。在25µm厚的特氟龙镀层上可
超过300小时的盐雾实验。
5.5抗湿性:
特氟龙涂膜镀层表面具有极强的疏水疏油性,生产操作时也不易沾溶液,如粘有少量污垢,简单擦拭即可清除。停机时间短,节省工时并能提高工作效率。
5.6耐磨损性:
在高负载下,具有优良的耐磨性能。在一定的负载下,具备耐磨损和不粘附的双重优点。减少工件表面磨损,延长工件寿命一倍以上。
5.7抗静电性:导电性好、静电防止效果好
通过特殊配方或工业处理后,甚至能具有一定的导电性,可以用作抗静电涂料。
5.8 极好的粘附性:
清洗篮
可以防止镀层剥落和破裂,经过热处理(260℃烧烤2小时)后,可提升硬度,后面的热处理又更加增加镀层的粘附性能与耐磨损性。
5.9出的膜厚精度:
镀层均匀,精度控制±2µm,可应用在精密零件上;
5.10镀层无毒、无腐蚀性:
由于特氟龙镀层的固体组分无毒,合乎美国FDA Title 21 的 177.1550、177.300的规定,符合ISO10993及ROHS标准。可以与食品接触,可应用在医疗器械和制药机械上。
5.11其他:低热传导性、消音效果等效果。
六、特氟龙镀层各种特性的应用范围:
6.1不粘性:
◆食品工业--烘焙器具、烤盘、烤饼盘、各种糕点的模具、加工的揉面机、家用器具、食品传送带、面包切刀;
◆塑胶工业--塑胶模高亮面和晒纹区域;滑块、凸轮、镶件、贴合滚轮、压花滚轮;手套模、吸塑模、EVA模等。
◆橡胶工业--制鞋模具、制球模具、其它橡胶硅胶制品模具;(抗粘、耐磨、耐高温、易脱模);
◆航空运输业--飞机上的抽水马桶;
◆纺织机械行业--烘筒,滚轴(对颜料,上浆物具有很好的抗粘效果,易清洗染料不交叉污染);
6.2耐高、低温性:
◆电子工业--排烟道,多孔板;
◆家电工业--电饭锅、煤气灶、熨斗、微波炉、烤箱;
◆化学工业--管件,拌料棒,过滤设备,化学工业机械容器;
汽车前灯◆化工行业:(耐化学品腐蚀)反应罐、桶槽、泵机、阀门、搅拌浆叶、冷却管、电热管、热交换器、
制药缸、
渗透印章
化学传送槽管件、离心机容器、排污风扇叶片、各种变通阀等。
6.3耐腐蚀性:
◆化学工业--反应槽、反应罐、贮槽、热交换器、搅拌棒,环境工程废水废气处理设备、管件、管道、阀、泵体;
◆电镀、清洗行业:(防药水腐蚀、保护工件)电镀挂架、化金篮、夹具、清洗篮、钛挂具等。
◆电子工业--半导体工厂耐酸防火排烟道,印刷电路板,电镀挂架;
◆电镀工业--电镀挂具,电镀槽;
◆造纸工业--转取辊轮;
◆造纸纺织行业:抗粘、耐磨、耐高温(印刷轴轮、搅浆棒、送料斗、皮革织布等机械导轮、轧花轮、贴合轮、
染整轮、浆纱轮、无纺布轮及其零部件)。
◆螺栓工业:防腐蚀、防盐水、耐气候,耐磨润滑(螺栓、海上油田设备、桥梁螺栓及其他零部件等;
6.4低摩擦耐磨损性:
◆机械行业--轴承内壁,齿轮机械,汽车机械摇臂,机械小零件,机械轴承
◆园林用具行业--刀具,剪刀,螺丝;
◆纺织印染工业--染整浆纱滚轮,无纺布滚轮;
◆汽车工业--自润滑部件,托架,空调压缩机活塞、节流轴、紧固件、操纵杆、各种轴承、制动闸瓦、轴承护圈、
刹车片、导阀座等。(干性润滑、耐腐蚀、耐磨、耐候、耐低高温)
6.5电气性质:具有极佳的绝缘阻抗
◆电子工业--电路板小零件,电器开关滑动触点;
◆一般工业--绝缘管子,绝缘套管;
6.6食品安全:
◆食品加工业--烘烤器具,饼干模,起司模,汉堡包烤盘,滚杆,切刀,平底锅。
6.7不湿性:
◆家庭用具--加热器,微波炉内面,煮咖啡锅,汉堡牛排烤盘,烤饼盘,制冰具, 抽油烟机;
◆塑料和橡胶工业-制造环氧树脂和酚醛树脂产品的模具,尿烷泡沫塑料的模具,苯乙烯泡塑料模具,胶片生
dc偏置产滚杆,鞋底,橡皮手套,轮胎成形模具等,合成橡胶传送带,制造聚乙烯胶模具,玻璃低带滚杆,和制造层压薄膜的滚杆。
◆印刷造纸和纤维工业-生产用干燥筒,定尺寸滚杆,纸和纤维生产滚杆,各杆引导滚杆,装订,雕刻,和糊
裱用滚杆,纸餐具模具、印刷辊轴(防止纸张摩擦和黏附)、油墨盘。
◆医疗器具行业-在医疗仪器上为了减少表面张力或是减少导电度;或是不希望医药与传输药的器具直接接触就
可以涂装经认证可用于医药或保健器材上的特氟龙以达目的。医药器具例如:注射针,针管(内针管),滴液具,导管, 医疗设备部件(例如胃镜照相机部件)。
七、镍-特氟龙化学复合镀层性能对比:
镀层类别高特氟龙性能低特氟龙性能化学镍性能
镀层型号化学镍+20%PTFE特氟龙
复合镀层
化学镍+7%PTFE特氟龙复
合镀层
化学镍镀层
厚度µm5~50 5~50 5~50 摩擦系数0.04 0.06 0.10
硬度HRC 260度下烧烤2小时,达
HRC40~55
260度下烧烤2小时,达
HRC52~55headcall
260度下烧烤2小时,达
HRC62~65
耐磨性用10号砂轮在1公斤载荷
下的磨损量为14毫克
用10号砂轮在1公斤载荷
下的磨损量为14毫克
用10号砂轮在1公斤载荷
下的磨损量为14毫克
耐高温盘根
工作温度℃-10~400℃-10~400℃-10~400℃
镀层均匀性均匀(孔,边角厚度相
同)
均匀(孔,边角厚度相
同)
孔处,难镀上
颜浅灰浅灰银白
八、镍-特氟龙(Ni-Teflon 、或Ni-P-PTFE)复合镀层具体案例分享:
案例说明
图片
案例1:汽车喇叭网孔-使用创博镀层前有大量粘附及拉伤, 镀层后出脱模顺畅无任何拉伤
案例2:喇叭网孔模具-镀层前无法完全填充 导致产品残缺, 创博镀层后填充顺畅产品完整
案例3:汽车格栅-由于沟槽较深且狭小,侧边纹路容易拉伤,创博镀层处理后纹理无任何损伤
缩短成型周期10%以上,大幅提高产能,模具表面的干摩擦系数对注塑填充时间有很大影响,镀层可使干摩擦系数大大降低,从而使填充速度加快10%以上。
案例4:汽车后围板镀层前注塑周期60s ,镀层后注塑周期53S ; 杜绝生锈,无需防锈剂,减少污染,便于工件维护: 案例5:防止PVC 材料对模具腐蚀;
如果模仁已经氮化过的就不能做铁氟龙,烧焊过的内模可做铁氟龙,不会有影响,但是不能退镀,退镀有很大可能会造成焊巴损坏。
铁氟龙后的镶件表面3um 硬度会加硬到55-58之间,纹路面颜会呈灰,但不会改变纹路。

本文发布于:2024-09-25 09:38:43,感谢您对本站的认可!

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