功能性應(yīng)用產(chǎn)品主要指為了工藝需要或產(chǎn)品性能的需要而采用 非金屬電鍍制成的產(chǎn)品。這種應(yīng)用的技術(shù)背景主要還是源于產(chǎn)品的 輕量化和異形結(jié)構(gòu)加工過(guò)程的簡(jiǎn)化。顯然,采用塑料制件不僅質(zhì)量大為減輕,而且加工成型也變得簡(jiǎn)易,特別是對(duì)于形狀復(fù)雜的零件,如果采用注塑成型的方法,比起金屬加工的效率要高得多。這在汽車(chē)、造船、航天航空等交通領(lǐng)域有著特別重要的價(jià)值口因?yàn)閷?duì) 于生產(chǎn)承重裝載功能的機(jī)械,自重的減輕意味著能耗的降低和效率 的提高?,F(xiàn)在,不僅僅是交通運(yùn)載工具,很多其他類(lèi)別產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)中,都用到了非金屬電鍍(主要是塑料和各種樹(shù)脂)加工制成的零 件。我們依產(chǎn)品的大類(lèi),分述如下。
1. 2.2.1 機(jī)械類(lèi)
齒輪可以說(shuō)是機(jī)械類(lèi)制品的符號(hào)或代表,其材料向來(lái)是鋼鐵或高強(qiáng)度的有色金屬合金。但是,現(xiàn)在已經(jīng)有了塑料的齒輪在各種機(jī) 械中轉(zhuǎn)動(dòng)。不僅僅是齒輪,齒條、葉輪、反光鏡面、外殼、蓋板、 支柱、套筒、隔板等都可以采用工程塑料制作。有些也要用到電鍍的方法加以保護(hù)或增強(qiáng)。包括早期印刷業(yè)中使用的活字,也有采用 塑料電鍍制成的。有些產(chǎn)品只有在電鍍后制件的機(jī)械強(qiáng)度達(dá)到了設(shè) 計(jì)的要求,才可以大膽地采用塑料或非金屬電鍍的加工方法來(lái)制作相關(guān)零件。
以齒輪和齒條為例,金屬齒輪和齒條的加工是很費(fèi)時(shí)費(fèi)料的工作,如果采用塑料來(lái)制作,只要設(shè)計(jì)和制作好齒輪或齒條的模具, 就可以以注塑成型的方式大量生產(chǎn)。但是,在有非金屬電鍍技術(shù)以 前,塑料制成的齒輪類(lèi)零件只能用在玩具或非精密儀器儀表上,因?yàn)槠錂C(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能都不是很好。在經(jīng)過(guò)電鍍加工后,鍍上銅 鎳鉻等金屬,不僅僅增加了機(jī)械強(qiáng)度,也增加了耐磨性能。這樣一 來(lái),許多工業(yè)用儀器儀表和小承重的齒輪、齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu),就可以采用塑料電鍍制品。
有些要求更高強(qiáng)度的制品,則可以采用玻璃纖維或用其他材料增強(qiáng)了的樹(shù)脂,比如玻璃鋼(FRP)。這種非金屬材料的引入使樹(shù)脂制品在機(jī)械工業(yè)和日用五金結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用不斷增長(zhǎng)。特別是在交 通和運(yùn)載工具中有著廣泛應(yīng)用,將在以下的內(nèi)容中加以介紹。
現(xiàn)在很多機(jī)殼機(jī)座、管線(xiàn)管道都用到了塑料或樹(shù)脂制品,雖然不是都要求電鍍,但是電鍍作為一種選擇,在增強(qiáng)功能方面有其獨(dú)到之處,是其他加工方法不能替代的。
1.2.2.2 電子類(lèi)
如高頻電器屏蔽、印制板孔位金屬化、燃料計(jì)電極、無(wú)渦流開(kāi) 關(guān)、電波反射體、選擇性透光體等,還有一些是功能性和裝飾性兼而有之的結(jié)構(gòu)件,比如手機(jī)外殼、筆記本電腦外殼等,都有功能方 面的要求。
因?yàn)殡娔X和無(wú)線(xiàn)電信產(chǎn)品大都有電磁屏蔽方面的要求,而這些產(chǎn)品上用來(lái)進(jìn)行電磁屏蔽的金屬膜,幾乎都是采用化學(xué)鍍的 方法加工。當(dāng)采用裝飾性電鍍后,只要鍍層組合選擇合理,就可以 兼有電磁屏蔽的作用。
電子類(lèi)產(chǎn)品的功能性要求大都是與電子傳遞、電波傳送、導(dǎo)磁導(dǎo)電等有關(guān),而這些功能以往都是靠金屬制品來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但是,在 微電子特別是電波傳送的場(chǎng)合,電波往往是在表面?zhèn)魉偷模灰x 予表面相關(guān)金屬的性能,就能達(dá)到所要求的功能性目的。這就為非金屬電鍍制品在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用提供了空間。例如,微波的傳輸 有一種趨膚效應(yīng),就是在微波器件,特別是在波導(dǎo)中,微波只在導(dǎo) 體的表面與空間交界的區(qū)間傳輸;而另一方面,微波傳輸過(guò)程中的傳輸損耗也很敏感,因此制作波導(dǎo)最好是高導(dǎo)電性材料,比如金屬 銀。如果全部用金屬銀來(lái)制作波導(dǎo),那成本將是驚人的,所以實(shí)際 上現(xiàn)在都是用銅或鋁來(lái)制作波導(dǎo),表面鍍銀就行了。這時(shí),如果采用塑料來(lái)制作波導(dǎo),表面鍍銀后,同樣能夠完成微波的傳輸。比如 很早就有人試過(guò)用鍍銀的聚氨酯塑料來(lái)制作輕型波導(dǎo)和天線(xiàn)。當(dāng) 然,對(duì)于大功率的微波器件,關(guān)鍵就是提高塑料的耐熱性能,因?yàn)樵诖蠊β实那闆r下,微波傳輸過(guò)程中會(huì)有較高的熱效應(yīng)。相信隨著 高分子材料技術(shù)的進(jìn)步,這樣的問(wèn)題是不難解決的。