汽车制品电镀不良的改进

汽车制品电镀不良的改进

赵玉洁

天津一汽丰田汽车有限公司 天津 300457

【摘要】汽车电镀制品就是利用电解原理，在某些素材产品表面镀上一层其他金属或合金，是利用电解作用使素材制品的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。

电镀时，通过金属置换的方法使素材产品表面形成镀层膜厚，从而产生金属的亮面的效果。但是在产品的生产过程中，由于产品镀层膜厚的不均匀而导致的电镀工艺不良，容易出现电镀层生锈或者镀层起鼓的不良。本论文主要说明的就是在整车上出现的异常电镀不良的解析调查方法以及今后的对策方向。

【关键词】耐腐蚀性 镀层起泡 镀膜厚度 导电触点

1、汽车电镀制品的应用

目前汽车行业使用电镀产品包括：车门把手，标牌类，行李箱装饰条，前格栅，门框饰条等产品。根据车型不同及车型不断完善，今后可能还会用在其他更多的地方应用。例如：为了美观，仪表板中控面板追加电镀饰条；后视镜盖边缘追加电镀工艺，既可以美观又可以防止客户长久使用后产生的划伤等。所以，电镀工艺的产品今后会在整车上还会有更大的发挥余地。

2、电镀工艺的原理

汽车上使用的电镀制品，由于尺寸一般不会太大，所以电镀工艺都会选择挂镀的方式，然后通过铜、镍、铬三种金属物质的置换，来完成整个电镀的工艺。电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的素材制品做阴极，镀层金属的阳离子在素材表面被还原形成镀层。为排除其他阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需要含镀层金属阳离子的溶液做电解液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面的性质或尺寸，电镀能增强金属的抗腐蚀性（镀层金属多采用耐腐蚀的金属）、增加强度，防止磨耗，提高导电性，润滑性，耐热性和产品表面美观。

3、电镀制品的失效分析

从市场销售的投诉方面可以获知，关于电镀制品的投诉多为制品生锈和制品起泡。制品生锈多为客户使用一年以上，产品受到酸性物质（酸雨、洗车时使用了高浓度清洗剂，其中含有酸性物质等）的腐蚀导致，在产品电镀膜厚满足图纸要求的前提下发生的不良，此为受外部因素影响而发生的问题；而制品起泡，属于突发异常，新车下线后一两个月，就出现前格栅电镀制品表面发生起泡的异常，有些新车还未销售到顾客手中，就有不良发生，根据重要度，优先度，紧急度判定，此为重点解决的异常。

从电镀制品的不良现象分析，可以从以下四个方面入手：

3.1 腐蚀性液体的侵蚀

原因推断：在电镀/树脂的界面电镀膜厚溶解，腐蚀性物质从表面的伤痕处侵入，从而产生剥离。其中，对不良产品的膜厚调查结果为：Cu:11.7(标准为Cu≥10);Ni:17.5(Ni≥10);Cr:0.19(Cr≥0.15)。膜厚要求符合图纸。对不良制品当天的生产履历进行追溯，生产条件以及电镀工艺所使用的药液浓度均无异常发生。在制品镀层满足图纸要求的前提下，对其进行不良部位的剥离观察以及腐蚀部位的EPMA定性分析。

通过剥离部位的放大分析观察，没有从电镀侧和树脂侧发现制品有受到腐蚀性液体侵蚀的痕迹；而且EPMA的定性分析结果，发生不良的部位也明确检测出Cu，Ni，Cr三种元素，且满足设计要求。

3.2强外力磕、砸

当产品电镀/树脂的密着力﹤电镀剥离力时，可能会发生镀层剥离的不良。

3.3 镀层结合不好

当素材产品在电镀前过度侵蚀或者侵蚀不足，都会造成电镀后产品表面光洁度欠缺或者镀层结合力不好。

3.4镀层膜厚异常

由于此不良为新车型多发的异常，故通过与上一个车型进行产品对比来分析产品设计的变化点以及工艺流程上的变化点，有此来寻求不良发生的真因。

通过产品对比发现，产品在电镀时所需要的导电触点，两个制品有明显的区别。384W的产品一共有七个导电触点，而且每个触点之间的距离为90mm左右；而554W的产品，只有五个触点，每个触点的距离在160mm左右。根据电镀行业的经验总结，距离在150mm以内，为安全生产距离。因为产品触点的距离越近，在电镀过程中，产品的电镀过程越快，也就是短时间内能够迅速使金属元素附着在产品表面。

对两个制品的膜厚进行分析，前车型384W的产品膜厚明显高于现在554W的产品水平，尤其中间部位，由于不良产品中间部分缺失导电触点，导致在电镀过程中导电速度慢，从而在相同的时间内，不良产品的电镀膜厚要比之前车型的中间部分薄，才会发生本次的不良情况。

电镀制品在电镀前，还要合理选择夹具。不但要有适当的导电触电，而且要有适当的角度，产品既要导电良好又要加紧，还要防止产品因夹紧而变形，尤其是电镀后的变形。因为在镀镍的时候温度较好而易变形。电镀工夹具必须绝缘，不能有镀上的粒子，否则在电镀工艺过程中会产生毛刺。

针对发现的变化点，通过追加导电触点和改善夹具的对策，对产品进行了重新改善。再次生产出来的产品进行镀层分析，发现制品已经完全达到了前车型（384W）的水平状态。证明此对策是可行的。

4、汽车电镀制品工艺的改善和展望

通过本次不良案件的调查和改善，发现汽车电镀制品的耐酸耐盐防护性以及镀层膜厚度尤为重要。在开展高耐腐蚀性镀层的研讨中，锌合金的研究引人注目。最先出现的锡锌合金，这种合金的含锌量在30%左右的耐盐水喷雾时间最长，出现红锈的时间可达1500小时以上。

镍一直是电镀加工工业中的重要镀种，由于镍资源的紧张和价格昂贵，开发镍合金电镀是节镍的一中选择。同时，有些镍合金的功能性能也是市场所需要的。因此，镍基合金的应用也很广泛。镍铁合金不仅可节约部分镍，而且镀层性能也比纯镍镀层要好。这种镀层的含铁量在7%--30%左右，镀层中的含铁量与镀液中的镍铁比例成正比，也有采用镍锰铁合金电镀工艺的报道。由于装饰的镍合金更多，特别是黑色镀层方面，不少事用的镍合金，比如镍锡，镍镉等，铜镍合金更是在装饰电镀中有较大的应用。

铜合金如铜锡合金，铜锌合金，很早就有大量的应用。这方面的新工艺的主攻方向都是以非氰化物络合物来取代氰化物。比如焦磷酸盐，柠檬酸盐镀铜合金等。

随着汽车产业的迅速普及，客户对车辆的外观以及性能的要求越来越高，作为明显的电镀饰品件，也会作为一个重要的考量产品而受到更多的关注。为了保证客户的满意度，我们也将对电镀制品的性能进行更多的改善，尽可能的投入新技术，在我国特定的环境条件下增强产品的耐腐蚀性以及镀层膜厚。

参考文献：电镀工艺流程论文