电镀对汽车零部件PC/ABS材料性能的影响研究

安林林 赵海英 李雪 钟广亮 汪莉 李雯琪101300） （北京汽车研究总院有限公司，北京

1985—），作者简介：安林林（ 男，工程师，硕士，研究方向为汽车非金属材料研究与应用。

PC/ABS（ Polycarbonate/ Acrylonitrile-摘要：研究了电镀前后汽车零部件 聚碳酸酯 丙烯腈 丁Butadiene- Styrene二烯 苯乙烯 混合物）材料的力学性能变化，并讨论这种变化产生的原因以及对产品设计和加工的影响。结果表明电镀后材料的弯曲模量升高，冲击强度降低，电镀镀层的存在和电镀过程中的粗化工艺是引起这一变化的主要原因，针对这一变化可以进行电镀件的进一步轻量化设计和连接位置的阻镀处理。PC/ABS关键词： 电镀 力学性能 轻量化 阻镀U465 B Doi：10.19710/j.cnki.1003-8817.20180008中图分类号： 文献标识码：

1 前言

随着汽车工业的飞速发展和汽车轻量化的发PC/ABS展要求，电镀 凭借其优异的力学性能和电镀后较好的金属效果，越来越多地应用于汽车装饰板、门把手等内外饰零部件。PC/ABS PC汽车用 结合了 优异的冲击和耐热ABS PC/ABS B性能以及 成型性能，电镀 中 是丁二/ ABS烯橡胶，在电镀过程中通过铬酸浓硫酸刻蚀B，中的使材料表面呈现微观粗糙，增加镀层与塑PC/ABS料基体的接触面积，从而赋予 材料可电镀性能[1]。PC/ABS PC目前针对电镀 材料中 含量、橡胶含量和橡胶粒径以及注塑成型工艺对电镀性能的影PC/ABS响进行了相关研究[2]，但是没有开展电镀对材料力学性能影响的研究，通过试验研究电镀前

PC/ABS后 材料的性能变化，分析引起变化的原因，并讨论这些变化对产品的影响。

2 试验 2.1 原材料电镀PC/ABS，某材料厂家。 2.2 样件试制及加工

PC/ABS将电镀 通过注塑机成型北汽某车型机

1（a）盖装饰罩本体如图 所示，将注塑成型的机盖装饰罩本体经过电镀处理得到具有金属光泽的电

1（b）镀机盖装饰罩，如图 所示，电镀的具体流程如下：去应力、除油、水洗、粗化、水洗、还原、水洗、敏化、活化、水洗、解胶、水洗、化学镀镍、预镀铜、水洗、镀镍、镀铬、水洗、烘干。分别在机盖装饰罩本体和电镀机盖装饰罩上截取弯曲试验样条和冲击试验样条。

2.3 性能试验

将截取的机盖装饰罩本体和电镀机盖装饰罩ISO 178 2弯曲样条按照 进行弯曲模量测试，如图

a） 2（b） （ 和图 。 将截取的机盖装饰罩本体和电镀机盖装饰罩弯ISO 179 Charpy曲样条按照 进行 无缺口冲击测试。

3 试验及讨论 3.1 弯曲模量

材料弯曲模量指材料在弹性极限内抵抗弯曲变形的能力。测试机盖装饰罩本体和电镀机盖装饰罩的弯曲模量，结果为：机盖装饰罩本体弯曲模2 100 MPA，量为 而电镀机盖装饰罩的弯曲模量为4 500 MPA， 3 PC/ABS如图 所示。结果表明电镀后PC/ABS的弯曲模量明显提高。这是因为电镀后在40 μm本体表面形成厚度约为 的均匀、致密、结合PC/ABS，力良好的金属层，相比于 包含铜和镍的金属层能够提高弹性极限内抵抗弯曲变形的能力。材料力学中，矩形截面零件的抗弯刚度表示EI， E I为 其中 为弯曲模量，为横截面的转动惯

I ab3/12， a量，而转动惯量可表示为 其中 为零件的

b宽度，为零件的厚度，所以零件的抗弯刚度可表

Eab3/12，示为 由此可见，零件的抗弯刚度除了与零件厚度的三次方成正比，还与材料的弯曲模量

PC/ABS成正比[3]。电镀后提高的 的弯曲模量，产品的抗弯刚度线性增加，按照等效刚度的设计原则，产品的壁厚可以适当减薄或减少产品背部的加强筋，进一步实现产品的轻量化，同时减少背部的加强筋还可以避免电镀表面出现缩痕等外观缺陷。

3.2 冲击强度

冲击强度是材料在冲击载荷的作用下折断或折裂时，单位截面积所吸收的能量，是衡量材料韧性的一种指标。测试机盖装饰罩本体和电镀机盖装饰1，罩的无缺口冲击强度，结果见表 试验后本体样条4（a）， 38.3 kj/m2，没有断裂，见图 冲击强度为 电镀件4（b）， 28.6 kj/m2发生部分断裂，如图 冲击强度为 。PC/ABS结果表明电镀后降低了 的冲击强度。这是因为在电镀过程中为了获得较好的电镀性能需PC/ABS B）要经过粗化将 中的丁二烯（ 刻蚀掉，如5（a），图 而丁二烯在材料中作为橡胶相起到增韧提高冲击强度的作用，刻蚀掉的丁二烯引起电镀PC/ABS后 冲击性能的降低。另一方面，粗化后在5（b），本体表面形成凹坑，如图 大量的凹坑在冲击过程中作为失效的前端而引发产品断裂，这也是PC/ABS电镀后 冲击强度降低的原因。PC/ABS电镀后 材料的冲击性能显著下降，材料的韧性降低，电镀产品在装配、使用过程中容易出现断裂，尤其是卡扣、螺丝柱等位置，为了消除这一影响，通常会对卡扣、螺丝柱等位置进行阻镀，避免后续产品加工过程中出现脆断。

4 结束语

PC/ABS电镀汽车内外饰 产品带来良好的金属

PC/ABS效果和轻量化效果，同时电镀也影响了 的

PC/ABS力学性能。电镀提高了 材料的弯曲模量，

PC/ABS降低了 的冲击强度，这是由于电镀镀层的增加和电镀过程中的粗化工艺引起的。针对这一变化可以进行电镀件的进一步轻量化设计和卡扣、螺丝柱等连接位置的阻镀处理。

参考文献：

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