Elektropletteringsprosess av ABS, PP, PA, PC og andre vanlige bilplasttyper

Ifølge statistikk fra China Association of Automobile Manufacturers vil landets bilproduksjon og -salg i 2022 fullføre henholdsvis 27.021 millioner enheter og 26.864 millioner enheter (rangert først i verden i 14 år på rad), en økning på 3.4 % og 2.1 % fra år til år. Bilindustrien fortsetter å vokse og utvikle seg, og gir enestående bidrag til å fremme økonomisk vekst, men det gjør også energi- og miljøproblemene stadig mer alvorlige. Forskning viser at lettvekt av kjøretøy effektivt kan redusere drivstofforbruket og kjøretøyutslippene. For hver 10 % reduksjon i kjøretøyvekt kan drivstofforbruket reduseres med 6 % til 8 %, og CO2-utslippene kan reduseres med 5 % til 6 %.

Lettvektsteknologi for biler kan deles inn i tre aspekter: optimalisert strukturdesign, bruk av lettvektsmaterialer og avansert produksjonsteknologi. Blant disse er bruk av lettvektsmaterialer den mest direkte måten å oppnå vektreduksjon i biler på. Plast har gode egenskaper som lett vekt, lav kostnad og enkel støping. Spesielt bruk av galvaniseringsteknologi gir plast et metallisk utseende og glans, noe som effektivt forbedrer dekorativiteten, korrosjonsbeskyttelsen, den mekaniske styrken og andre egenskapene til plast, noe som gjør plast til et populært valg for biler. Ikke-metalliske materialer er de mest brukte i lettvektsprosessen, og det er en trend å "erstatte stål med plast".

Denne artikkelen introduserer den generelle situasjonen for bilplast, og oppsummerer bruksområdene til flere plasttyper, som f.eks. ABS, PP, PA og PC som er mye brukt i biler, og forklarer deres galvaniseringsprosesser. Gi referanse for videre forskning.

1. Oversikt over bruken av plast i biler

Plast er et polymermateriale som hovedsakelig består av organisk syntetisk harpiks, som kan støpes under varme- og trykkforhold. På grunn av sine utmerkede egenskaper som lett vekt, lave kostnader, enkel bearbeiding og ulike overflatebehandlinger, er det mye brukt i bildeler, eksteriørdeler, strukturelle deler og funksjonelle deler i biler. Med den kontinuerlige utviklingen av lettvektsteknologi i biler har bruken av plast i biler økt kraftig.

Blant bilplast er universalplast relativt rimelig og utgjør mer enn 50 %, etterfulgt av teknisk plast, som utgjør omtrent 15 %. Spesialplast er dyrere, og bruken er relativt liten. Ifølge forskningsstatistikk er ABS, PP, PA, PC osv. de mest populære bilplastvariantene som er egnet for galvanisering.

2. Bruk av ABS i bilindustrien og galvanisering av dette

1. Bruk av ABS i biler

ABS er en termoplastisk konstruksjonsplast med et bredt spekter av bruksområder. Fordi ABS-plast har mangler som dårlig værbestandighet, misfarging og brennbarhet, blandes den ofte med andre polymerer når den brukes i biler for å fremstille mer omfattende modifiserte produkter, for eksempel: ABS/PC, ABS/PA, ABS/PVC-plastlegeringer, etc. ABS arkekstruderingslinje

ABS/PC-legering kan forbedre varmebestandigheten og strekkfastheten til ABS, redusere PC-smelteviskositeten, forbedre prosesseringsytelsen og redusere følsomheten til produktets indre spenning og slagfasthet i forhold til produktets tykkelse. Den brukes hovedsakelig til interiør- og eksteriørdekorasjon i biler, billys og andre deler med høy styrke og høy varmebestandighet;

ABS/PA-legering har vridningsmotstand, god flyteevne og unike mattegenskaper, og kan brukes i deler som støtfangere, instrumentpaneler og dekorative paneler på søyler.

ABS/PVC-legering har ikke bare varmebestandighet og slagfasthet, men har også flammehemmende, selvslukkende egenskaper og kjemikaliebestandighet. Den brukes hovedsakelig i bildashbord, instrumentpanelskinn og andre deler som krever flammehemming.

2. ABS-elektropletteringsprosess

Elektroplettering av ABS-plast krever god binding mellom metallbelegget og underlaget, og butadieninnholdet bør kontrolleres til 18 % til 23 %. Elektropletteringsprosessen for ABS-plast inkluderer tre trinn: forbehandling, kjemisk plettering og elektroplettering. Den generelle hovedprosessflyten er spenningsavlastning → oljefjerning → ruhet → reduksjon av seksvalent krom → aktivering av palladiumtinn → fjerning av tinnhydroksid → elektroløs nikkel- (eller kobber-) plettering → forplettering → elektroplettering, hvorav overflatebehandling før plettering er det mest kritiske. Forbehandling av overflater, prosessforenkling, miljøvennlig erstatning av pletteringsløsninger osv. har alltid vært hete temaer i forskningen.

3. PP-bilbruk og galvanisering av dette

1. Bruk av PP i biler

PP er en luktfri, giftfri, fargeløs og gjennomskinnelig termoplastisk lettvektsplast til generell bruk med god kjemisk motstand, varmebestandighet, elektrisk isolasjon og mekaniske egenskaper med høy styrke. Tilsetning av forsterkende midler, herdemidler osv. til råmaterialene kan endre polymerkomponentene og den makromolekylære strukturen eller krystallkonfigurasjonen til polypropylen for å forbedre den generelle ytelsen.

Hvis en viss andel glassfiber tilsettes PP, kan man oppnå en glassfiberforsterket PP med høyere stivhet og varmebestandighet, som ofte brukes i bilkonstruksjonsdeler og deler med høye driftstemperaturer, for eksempel: innsugsrør i motorrom, luftfilterhus, radiatorvifte, osv. Tilsetning av en passende mengde talkumpulver og kalsiumkarbonat til PP kan også forbedre stivheten og varmebestandigheten til PP. Denne modifiserte PP-en brukes ofte i støtfangerrammer, instrumentpaneler, deflektorer, søyler osv.; tilsetning av POE eller herdemidler som etylenpropylendiengummi (EPDM) kan brukes i noen konstruksjonsdeler med høye seighetskrav i eksklusive biler.

2. PP-elektropletteringsprosess

Fra et galvaniseringsprosessperspektiv kan PP deles inn i vanlig type, galvaniseringstype og ledende type.

Vanlig PP-elektroplettering har dårlig dimensjonsnøyaktighet og problematisk ruhet. Den må svelles med et organisk løsemiddel før etsing og ruhet. Det vanlig brukte organiske løsemiddelet er xylen. Etter ruhet kan den behandles i henhold til sensibilisering, aktivering og andre prosesser og prosedyrer for ABS-plast;

Elektroplettering av PP fremstilles ved å tilsette en viss andel fyllstoffer som ZnO og TiO2 til polypropylenplast. Disse fyllstoffene kan løses opp under kjemisk etsing og ruhetsprosessen for å danne en ru overflate som forbedrer beleggets bindingsstyrke. Elektroplettering av PP kan også utføres i henhold til elektropletteringsprosessen for ABS-plast, bortsett fra at løsningstemperaturen må økes til 70~80 ℃ under kjemisk etsing;

Ledende PP oppnås ved å tilsette grafittpulver med en massefraksjon på omtrent 30 % til polypropylen. Den har god elektrisk ledningsevne og kan galvaniseres i henhold til metalldelprosessen. Utviklingen av PP av galvaniseringskvalitet og forbedring av ruhetsprosesser har alltid vært hete temaer i forskning på PP-galvaniseringsprosesser.

4. PA-bruk i bilindustrien og galvanisering av dette

1. Bruk av PA i biler

PA-plast har gode mekaniske egenskaper, varmebestandighet, slitestyrke, kjemisk motstand og selvsmøring, lav friksjonskoeffisient, viss flammehemming, enkel bearbeiding og er egnet for fylling med glassfiber og andre fyllstoffer for å forbedre modifiseringen.

Glassfiberforsterket PA kan brukes til plastdeler og motordeler i motorrommet; Høy varmebestandig PA/ABS-legering, brukt i bilspeil, drivstofftanklokk, skjermer osv.; PA/PPE-legering har utmerket varmebestandighet, styrke, flammehemming, konduktivitet og andre egenskaper, og kan brukes i bilens sentrale elektriske bokser, skjermer, store ledeplater, beskyttelsespaneler osv.

2. PA-elektropletteringsprosess

Spenningen i vanlige PA-arbeidsstykker bør kontrolleres før galvanisering. Metoden er å senke arbeidsstykket ned i n-heptan. Hvis det oppstår sprekker innen 5 til 15 sekunder, må spenningen fjernes. Belastede arbeidsstykker kan plasseres i kaldt vann og kokes opp. La det stå i 3 timer og avkjøl det deretter sakte med vann for å eliminere indre spenninger. Forbehandlingsprosessen før PA-galvanisering er omtrent den samme som for ABS-plast, bortsett fra ruhetsprosessen. Utvikling av galvaniseringsmaterialer, miljøvern og prosessforbedring er fortsatt hete temaer i forskningen.

5. PC-bilbruk og galvanisering av dette

1. Bruk av PC i biler

PC er en høymolekylær polymer som inneholder karbonatgrupper i molekylkjeden. Den har egenskaper som høy slagfasthet, god utmattingsmotstand, god dimensjonsstabilitet, gjennomsiktighet og god frifarging. På grunn av sin dårlige ripemotstand og slitestyrke brukes den imidlertid ofte i form av plastlegeringer for innvendig og utvendig dekorasjon av biler. For eksempel har PC/PET- og PC/PBT-legeringer den høye varmebestandigheten og slagfastheten til PC og slitestyrken og bearbeidingsegenskapene til polyester. De er egnet for å lage bilkarosserikomponenter, sidebeskyttere, bildørkarmer og har lavtemperatur-slagegenskaper.

2. PC-elektropletteringsprosess

PC-forbehandlingsprosessen inkluderer intern spenningsinspeksjon, spenningsavlastning, svellingsbehandling, kjemisk etsing og ruhet. Spenningsinspeksjonen består av å senke arbeidsstykket ned i en vandig løsning med en massefraksjon på 70 % aceton og la det stå i romtemperatur i 1 minutt for å observere om det oppstår sprekker. Spenningsavlastningsmetoden er å sakte øke temperaturen til 110–130 ℃ i ovnen, holde den varm i 2–6 timer og deretter avkjøle sakte. Svelling består av å senke arbeidsstykket ned i løsemidler som metanol, etanol, fenol og eter til overflaten blir litt hvit. Kjemisk etsing kan brukes til kjemisk ruhet med ABS høyt svovelsyreinnhold, men temperaturen bør være høyere. Det kan også utføres i ruhetsvæsker som natriumhydroksid, natriumnitrat og natriumnitritt. Fremstilling av legeringsmaterialer og forbedring av overflateforbehandlingsprosesser er hete temaer innen PC-elektropletteringsforskning.

6. Annen plast til bruk i biler og galvanisering av denne

I tillegg til de fire ovennevnte mye brukte bilplasttypene, er PE, PET, POM, PPO, PVC osv. også mye brukt i bilindustrien. PE har god isolasjon og kjemisk stabilitet og er enkel å bearbeide. Det brukes ofte i bilinnvendige paneler, bagasjerom, drivstofftanker, kapper, skjermer osv.;

PET har god krypemotstand, utmattingsmotstand, friksjonsmotstand og dimensjonsstabilitet. Modifisert PET brukes ofte i ryggespeilrammer, høyttalere, soltakrammer, tak osv. i biler. POM har høyere styrke enn ABS-plast og er kjent som "superstål" eller "racestål". Det har gode mekaniske egenskaper, isolasjon, løsemiddelbestandighet og prosesserbarhet. Modifisert POM kan brukes i kraftventiler og universalledd i biler. Lagre, håndtak, vindusheiser osv.

PPO er giftfritt, gjennomsiktig, har lav relativ tetthet og har utmerket mekanisk styrke, krypemotstand, varmebestandighet og dimensjonsstabilitet. PPO/PS, PPO/PA, PPO/PBT og andre legeringer brukes ofte i bilnavdeksler, billyshus, sikringsbokser, store dempere, bufferputer osv.; PVC har gode elektriske egenskaper, syre- og alkalibestandighet og god kjemisk stabilitet. Det kan brukes i bilkollisjonssystemer, stoff i dørinnvendige paneler, instrumentpaneloverflater og tetninger osv.

Hovedforskjellen i galvaniseringsprosessen for plastene ovenfor er forbehandlingen og ruhetsprosessen. Så lenge ruhetsprosessen er egnet for å danne den best mulig ru overflaten, kan sensibilisering, aktivering, elektroløs plating og galvanisering utføres problemfritt på overflaten. Dette vil ikke bli gjentatt her.

Fiberforsterket plast er komposittmaterialer laget ved å tilsette fibermaterialer og tekstiler til plast eller harpiks. De har blitt en viktig utviklingsretning for lette bilmaterialer. Glassfiberforsterket plast (GFRP), også kjent som glassfiber, har fordelene med høy spesifikk styrke, korrosjonsbestandighet, gode elektriske isolasjonsegenskaper og enkel farging. Det brukes ofte i bilkarosserideler, skjermer, tak, støtfangere osv.

Karbonfiberforsterket plast har egenskaper som høy styrke, god elastisitet, utmattingsmotstand og slitestyrke, og brukes hovedsakelig i karosseri, chassis, hjul osv. på eksklusive biler. Naturfiberplast bruker naturlige plantefibre som jute og sisal som forsterkende materialer. De har ikke bare utmerket ytelse, men er også miljøvennlige. De kan brukes i dørpaneler, taktrekk, seterygger, instrumentpaneler osv. Fiberforsterket plast er basert på plast og harpiks. Fokuset for forskning på galvaniseringsprosessen er fortsatt fremstilling av materialer av galvaniseringskvalitet og forbedring av galvaniseringsprosessen.

7. Konklusjon og utsikter

Med den kontinuerlige utviklingen av lettvektsteknologi i biler har plast blitt det mest brukte lette ikke-metalliske materialet. Den brede bruken av galvaniseringsteknologi gir ikke bare plastdeler et metallisk utseende og tekstur, noe som forbedrer estetikken og komforten til bildeler, men forbedrer også de mekaniske egenskapene og den kjemiske stabiliteten til plastdeler, noe som beriker bruken av plast i bilapplikasjoner.

Plastelektroplettering for biler fremmer substitusjon av metallmaterialer og akselererer prosessen med å lette biler. Blandet modifisert plast og fiberforsterket plast brukes i økende grad i biler på grunn av deres utmerkede egenskaper. Fremstilling av elektropletteringsmaterialer og forbedring av elektropletteringsprosesser vil bli nøkkelen til utviklingen av teknologi for metallisering av plastoverflater.