一种大型搪塑模具局部增厚方法_2

文档序号:8509420阅读:来源:国知局
壁部或者形成周壁部的板材的材料以及密封 材料没有特别的限制。但是在一些实施方式中,所述电铸池可以通过如下方式围成:利用聚 丙烯(PP)板材围成端部敞开的筒状结构,所述筒状结构具有周壁部和远离所述搪塑模具 的表面的第一端部和与所述第一端部相对的第二端部,所述第二端部结合有聚氨酯弹性密 封垫,所述密封垫与所述搪塑模具的表面接触地布置,使用环氧树脂(例如本领域已知的 低粘度环氧树脂)密封所述第二端部与所述密封垫之间的接缝、所述密封垫与所述搪塑模 具的表面之间的接缝、和/或可选地存在的所述聚丙烯板材的接缝,并且在所述环氧树脂 固化之后使用硅酮密封胶对所述接缝进行二次密封。所述筒状结构可以圆筒形结构或多面 体筒状结构等结构。所述筒状结构可以是周壁部无接缝的结构。但是在一些情况中,所述 筒状结构也可以是通过板材相对侧边缘对接围成的筒状结构,在这种情况下,所述筒状结 构就会存在接缝。该接缝可以是预先已经密封好;也可以是根据所述第三表面区域的尺寸 而裁切的板材然后通过将板材的相对侧边缘对接,在这种情况下可以使用环氧树脂进行密 封和/或使用上述硅酮密封胶进行二次密封。
[0035] 在围好电铸池之后,对包括在所述第三表面区域中的所述第一表面区域进行活化 处理,例如采用酸活化液进行活化处理,以去除搪塑模具本体表面形成的氧化物膜。
[0036] 在一些实施方式中,所述搪塑模具的本体材料为镍金属。为了方便说明目的,如果 没有另外说明,下文将以本体材料为镍金属的搪塑模具为例进行说明。
[0037] 在本体材料为镍金属的情况下,所述活化处理可以采用酸活化液进行。本发明人 发现,在搪塑模具的本体材料为镍金属的情况下,镀层往往会由于镀层结合力下降而出现 分层的问题。经过研宄发现,现有技术中存在的分层问题是没有彻底地并且非常难以彻底 地去除镍金属本体材料上形成的氧化镍膜。本发明人在研宄过程中意外地发现,使用适当 的酸或者酸的组合在适当的酸浓度的条件下可以很好地去除镍金属本体材料表面上形成 的氧化镍膜,因此避免镀层出现分层的一个关键之处在于尽可能彻底地去除氧化镍膜。于 是,在一些更优选的实施方式中,所述酸活化液选自由(1)硫酸溶液、(2)硝酸溶液、(3)硫 酸溶液与硝酸溶液的混合物、(4)硫酸溶液和盐酸溶液的混合物组成的组;进一步优选的 是,所述硫酸溶液、硝酸溶液和/或所述盐酸溶液为水溶液;进一步优选的是,所述硫酸溶 液为5-10质量%例如为5、6、7、8、9、或10质量%的硫酸水溶液,所述硝酸溶液为10-15质 量%例如为10、11、12、13、14、15质量%的硝酸水溶液,所述盐酸溶液为6-8质量%例如为 6、7、或8质量%的盐酸溶液,并且所述混合物为所述浓度的所述酸水溶液的体积比为1:1 的混合物。
[0038] 在一些优选的实施方式中,所述方法还包括在活化处理之后,在15秒钟之内优选 在10秒钟之内将所述酸活化液抽完,并且在抽完之后在15秒钟之内优选在10秒钟之内将 所述电铸液添加至所述电铸池中。本发明人发现,如果如果酸活化液抽取时间过长或者抽 完之后间隔过长的时间才添加电铸液的话,容易在镍金属本体材料上二次形成氧化镍膜, 从而影响活化处理的效果,并且进而影响镀层与本体材料的结合强度。
[0039] 本发明的所述电铸液可以直接购买获得,也可以在使用之前配制获得。在一些实 施方式中,所述方法还包括在电铸之前对所述电铸液进行预热的步骤;优选的是,通过所述 预热使所述电铸液被预热至50°〇至561:,例如预热至50、51、52、54、55或561:,以例如方便 可选地对电铸液进行前处理。所述预热可以通过本发明的上述第二方面所述的设备的加热 装置进行。在一些特别优选的实施方式中,所述方法还可以包括对电铸液进行前处理的步 骤;更优选的是,所述前处理包括去除所述电铸液中的杂质尤其是有机杂质的步骤;进一 步优选的是,所述前处理采用带有过滤精度为2ym的滤芯的过滤装置通过过滤等物理方 式和/或双氧水处理等化学方式除去所述杂质尤其是有机杂质。此处去除杂质的物理方式 可以例如通过本发明的上述第二方面所述循环过滤机进行。
[0040] 所述电铸液可以采用本领域已知的镀镍溶液进行,例如可以使用硫酸镍型溶液或 氨基磺酸镍型溶液进行。镀层内应力容易影响镀层与本体材料的结合。本发明人发现,从 减少内应力的角度出发,所述电铸液优选为氨基磺酸镍型溶液;进一步优选的是,所述氨基 磺酸镍型溶液由含量为350g/l的氨基磺酸镍、含量为10g/l的氯化镍、含量为30g/l的硼 酸、和含量为2ml/l的LB润湿剂组成。所述LB润湿剂是低泡润湿剂,是本领域技术人员熟 知的物质。在一个可选的实施方式中,可以使用含量为0.lg/1十二烷基硫酸钠代替所述含 量为2ml/l的LB润湿剂来组成所述电铸液。
[0041] 在一些实施方式中,所述电铸液在电铸过程中的温度50°C至56°C(例如为55、56、 57、58、59、或60°〇卬11值为3.8至4.2(例如为3.8、3.9、4.0、4.1或4.2),电流密度为3至 5A/dm2(例如为3、3. 5、4、4. 5或5A/dm2)。然而,尽管采用上述条件可以得到一般能够满足 镍金搪塑模具局部增厚的要求,但是本发明人在研宄镍金属搪塑模具局部增厚的过程中还 惊讶地发现,如果所述温度为56°C,所述pH值为4. 2,所述电流密度为4A/dm2,可以得到显 著较高的效果,其机理目前还未清楚。于是,不希望受任何理论的束缚,在一个最优选的实 施方式中,采用所述温度为56°C,所述pH值为4. 2,并且所述电流密度为4A/dm2的进行电 铸。在本发明中,电铸过程的温度以及电铸液的预热可以采用温控仪进行监测。pH可以采 用常规的pH计来监测,电流密度可以通过电流密度计来监测。所述温控仪、pH计和电流密 度计都是本领域熟知的设备。
[0042] 在达到目标厚度后即可停止电铸。本领域工作人员可以根据实验确定达到目标增 厚厚度所需要的电铸时间,然后在下次电铸时采用相同或者相似的参数电铸相同时间后即 可停止电铸。作为替代方式,可以通过测厚仪对电铸增厚位置的厚度进行实时监视,然后在 达到目标厚度后停止电铸。
[0043] 在一些实施方式中,在所述第一表面区域被增厚至目标厚度后通过打磨和/或抛 光来对所述镀层进行后处理的步骤。
[0044] 现在参考图2说明本发明的一些实施方式。如图2所示,首先在搪塑模具1上标 出第三表面区域3,该第三表面区域3包括第一表面区域2'(即需要增厚的表面区域)和 第二表面区域2"(即不需增厚的表面区域)。然后对第二表面区域2"进行绝缘处理和/ 或通过打磨和/或抛光对第三表面区域2内的第一表面区域2'进行预处理,再将第三表面 区域围成电铸池3。向电铸池添加酸活化液5,以对其中的第一表面区域2'进行活化处理。 活化处理结束后,抽掉酸活化液5并向其中添加电铸液12,利用包括加热电源7和加热棒6 的加热装置对电铸池3中的电铸液12预热到例如50°C至56°C,在由借助电铸池3、溢流管 4(或者用于使所述电铸池中的溶液流到所述储液槽的溢流管或者第二液泵(未示出))、储 液槽8和用于将储液槽中的溶液泵送至所述电铸池的第一液泵(未示出)构成的流体环路 上借助于循环过滤机14 (滤芯可以为例如0. 25ym孔径)通过物理方式对在该流体环路上 循环流动的电铸液进行前处理以过滤掉电铸液中的颗粒物质。另外,也可以采用化学方式 例如双氧水对电铸液的有机颗粒进行去除。
[0045] 预热和前处理之后进行电铸。可以在整个电铸过程中使电铸液一直在循环流动, 这样使得杂质即使在电铸过程中才引入也可以将其去除,同时还有助于电铸液温度的均一 以及保持电铸液的均质性。在电铸的过程中,还可以通过空气搅拌泵保持电铸液的均质性。
[0046] 在本发明的第二方面,提供了一种用于通过电铸在制品的表面上进行局部增厚的 设备。现在参考图3对该设备进行说明。所述设备可以包括:
[0047] 用于形成电铸池3的电铸池组件,所述电铸池组件包括:(i)电铸池周壁部和/或 形成电铸池周壁部的板材、(ii)密封材料、(iii)阳极钛蓝13;优选的是,所述电铸池3周 壁部或形成电铸池周壁部的板材为聚氯乙烯板材,和/或所述密封材料包括聚氨酯弹性密 封垫、环氧树脂和/或硅酮密封胶;
[0048] 储液槽8,其中,所述储液槽8可操作地通过用于将储液槽8中的溶液泵送至所述 电铸池3的第一液泵(未示出)在从所述储液槽8至所述电铸池3的第一方向上与所述
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