真空镀镍铁氟龙是一种较为复杂的表面处理工艺,要把控其质量品质,可以从以下几个方面入手:
一、镀前处理
工件表面清洁
这是确保镀层质量的基础。工件表面的油污、锈迹、灰尘等杂质会严重影响镍和铁氟龙的附着力。对于油污,可以采用有机溶剂(如丙酮、三氯乙烯等)进行清洗。例如在清洗金属小零件时,将零件浸泡在丙酮溶液中一段时间,然后用超声波清洗设备进一步去除顽固油污。对于锈迹,可以使用酸洗的方法,如用稀盐酸溶液浸泡工件,但要注意控制酸洗时间和浓度,避免过度腐蚀。清洗后要用清水彻底冲洗,并进行干燥处理,保证工件表面无杂质残留。
表面粗糙度控制
合适的表面粗糙度有助于提高镀层的附着力。可以通过机械打磨(如砂纸打磨、喷砂处理等)来调整表面粗糙度。例如在对不锈钢工件进行真空镀镍铁氟龙之前,采用 200 - 400 目的砂纸对表面进行打磨,使表面粗糙度达到 Ra0.8 - 1.6μm 左右。粗糙度太大会导致镀层不均匀,而粗糙度太小则可能使附着力下降。在打磨后,还需要再次清洁工件表面,以去除打磨产生的碎屑。
二、真空镀镍过程
真空度控制
真空环境对于镀镍质量至关重要。一般要求真空度达到一定的标准,通常在 10⁻³ - 10⁻⁵ Pa 之间。在这个真空环境下,可以减少气体分子对镀镍过程的干扰,保证镍原子能够均匀地沉积在工件表面。可以通过高精度的真空计来监测真空度,并配备先进的真空泵系统,如扩散泵和机械泵组合,以确保真空度的稳定。如果真空度不够,会导致镍层出现疏松、多孔等质量问题。
镍源质量与蒸发速率
镍源的纯度直接影响镍层的质量。应该选择纯度高(如 99.9% 以上)的镍材作为蒸发源。同时,要控制镍的蒸发速率。蒸发速率过慢,会导致镀镍效率低,而蒸发速率过快,则可能使镍层厚度不均匀。通过调节蒸发源的功率来控制蒸发速率,一般根据工件的大小、形状和所需镍层厚度来确定合适的蒸发速率。例如对于表面积较小的工件,蒸发速率可以适当降低,以确保镍层的均匀性。
基片温度控制
在镀镍过程中,工件(基片)的温度也会影响镍层的质量。合适的基片温度有助于镍原子在工件表面的扩散和附着,提高镍层的致密性。一般基片温度控制在 150 - 300℃之间。可以采用加热装置(如红外加热、电阻加热等)对工件进行加热,并通过温度传感器进行实时监测和反馈控制。温度过高可能会导致工件变形,温度过低则会影响镍层的质量。
三、铁氟龙涂层过程
铁氟龙材料选择
要选择高质量的铁氟龙涂料或粉末。不同型号的铁氟龙材料在性能上有所差异,如 PTFE(聚四氟乙烯)、FEP(全氟(乙烯 - 丙烯)共聚物)等。PTFE 具有优异的耐腐蚀性和低摩擦系数,但加工难度相对较大;FEP 则具有较好的流动性和可加工性。根据具体的应用需求选择合适的铁氟龙材料。并且要确保材料的纯度和粒度符合要求,纯度高、粒度均匀的材料有助于形成高质量的涂层。
涂层工艺参数
涂层的厚度是一个关键参数,一般铁氟龙涂层厚度控制在 10 - 50μm 之间。可以通过调整喷涂的次数、每次喷涂的量或者浸渍时间等方法来控制厚度。例如在采用喷涂工艺时,根据喷枪的流量、喷涂距离和移动速度等因素来确定每次喷涂的厚度。同时,涂层的固化温度和时间也很重要。对于铁氟龙涂层,固化温度一般在 380 - 400℃之间,固化时间根据涂层厚度和工件大小等因素而定,通常在 30 - 60 分钟之间。在固化过程中,要确保温度均匀,避免出现局部未固化或过度固化的情况。
四、镀后检测
外观检查
用肉眼或放大镜观察镀层的外观。优质的真空镀镍铁氟龙表面应该光滑、平整,没有明显的气泡、裂纹、剥落等缺陷。颜色均匀也是外观质量的一个重要指标,镍层颜色应该一致,铁氟龙涂层如果有颜色要求(如有些产品会添加颜料)也应该均匀分布。
附着力测试
可以采用划格试验来检测镀层的附着力。用专用的划格刀具在镀层表面划格,然后用胶带粘贴划格区域并快速撕下,观察涂层是否脱落。如果脱落面积超过规定的比例(如 5%),则说明附着力不合格。还可以使用拉伸试验来检测,将带有镀层的工件与拉力测试设备相连,通过拉伸来观察镀层是否从工件表面剥离。
厚度检测
使用涂层测厚仪来检测镍层和铁氟龙涂层的厚度。确保厚度在规定的范围内,对于不符合厚度要求的产品要进行调整或返工。不同的应用场景对厚度有不同的要求,如在一些需要耐磨的场合,铁氟龙涂层厚度可能要求更高。
性能测试
根据产品的实际用途进行性能测试。如果是用于耐腐蚀的产品,要进行盐雾试验,将镀件放置在盐雾试验箱中,按照一定的标准(如中性盐雾试验,喷雾浓度为 5% 的 NaCl 溶液)进行测试,观察镀层在规定时间(如 24、48 或 72 小时)内的腐蚀情况。如果是用于低摩擦系数的产品,要进行摩擦系数测试,使用摩擦系数测试仪来测量镀件表面的摩擦系数,确保其符合设计要求。