電化學(xué)電鍍?cè)谒芰夏＞咧械膽?yīng)用

1、電化學(xué)電鍍?cè)谒芰夏＞咧械膽?yīng)用來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 作者： 發(fā)布時(shí)間：2008-08-16摘要：本文介紹了電化學(xué)電鍍的基本概念及其特點(diǎn)，并簡(jiǎn)要地闡述了在塑料模具領(lǐng)域中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：電化學(xué)電鍍 塑料 塑料模具     中圖分類號(hào)：TG76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672 0534(2007)02(c)0105 02     20世紀(jì)90年代以來(lái)，全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，并呈現(xiàn)加快增長(zhǎng)的勢(shì)頭，全球塑料工業(yè)的生產(chǎn)與銷售也一直呈穩(wěn)定增長(zhǎng)的趨勢(shì)。據(jù)預(yù)測(cè)，2007年全球塑料需求量將達(dá)到2億l千萬(wàn)噸，2020年達(dá)到3億8千萬(wàn)噸。塑料作為現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)材料

2、之一， 已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，與鋼鐵、木材、水泥成為材料領(lǐng)域的四大支柱。因此，研究和開發(fā)塑料成型技術(shù)具有重大的工程意義。塑料模具是塑料成型加工中重要的裝備之一， 在塑料制品制造過(guò)程中起著重要的作用，直接影響著塑料制品的質(zhì)量與性能。隨著塑料模具向小型、精密、多樣化和大型、復(fù)雜、精密化的方向發(fā)展，其制造工藝日趨復(fù)雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高I 。特別是大多數(shù)精密模具要從國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格極高，并且標(biāo)準(zhǔn)配件種類少。若是早期失效，將給企業(yè)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此極其需要一種方便的方法將金屬補(bǔ)到模具上去，以恢復(fù)模具表面的好方法。     在實(shí)際應(yīng)用中，有幾種方法可供

3、選擇。使用較早的方法是焊接工藝。焊接粘接性非常好，但是焊接層含有大量的 氧化 物，而且焊接不可避免要在金屬中產(chǎn)生應(yīng)力，從而導(dǎo)致熱變形或裂縫的形成。較新的工藝是火花噴鍍或等離子加工，這種工藝方法方便快捷，可以在制件表面形成2 54mm 厚的金屬、合金、金屬氧化物或者碳化物層。然而，這種工藝設(shè)備價(jià)格昂貴，而且沉積層的粘接性一般通常還需要后續(xù)機(jī)加工，沉積層通常含有較多的氣孔。最近幾年出現(xiàn)了一種新型金屬沉積工藝，常用在加工面積l m2左右，沉積層厚度為l“m 到lmm 左右，主要應(yīng)用于需要沉積優(yōu)質(zhì)金屬的場(chǎng)合，這種方法被稱為電化學(xué) 電鍍工藝 。 1 電化學(xué)電鍍的基本原理及其特點(diǎn)   

4、  11電化學(xué)電鍍基本原理     這種工藝操作簡(jiǎn)單，如同電弧焊一樣，陰極導(dǎo)線被夾在模具或機(jī)器上。陽(yáng)極導(dǎo)線與棉紗或滌綸包覆的陽(yáng)極相連，電源組件被調(diào)到合適的電壓值。陽(yáng)極墊浸入少量的電解液中，在模具表面上來(lái)回移動(dòng)，直到形成均勻理想的金屬沉積層(如圖1)。為了監(jiān)控金屬層的厚度，電源組還應(yīng)該包含一個(gè)電能表，電能表的讀數(shù)與金屬涂膜的厚度成正比。     12 電化學(xué)電鍍一般工藝     電化學(xué)電鍍一般工藝過(guò)程主要包括鍍前預(yù)處理，鍍件電鍍和鍍后處理三大部分，每個(gè)部分又包含幾道工序。操作過(guò)程中，每道工序完畢后

5、需立即將鍍件沖洗干凈。 (1)鍍前預(yù)處理 表面整修：待鍍件的表面必須平滑，常用沙布、金相沙紙打磨。 表面清理：采用化學(xué)及機(jī)械的方法對(duì)鍍件表面的油污， 銹斑等進(jìn)行清理。 電凈處理：電凈處理就是電解脫脂。刷鍍中對(duì)任何基體金屬都用同一種脫脂溶液，只是不同的基體金屬所要求的電壓和脫脂時(shí)間不一樣。電凈后的表面無(wú)油跡，對(duì)水潤(rùn)浸良好和不掛水珠。 活化處理：用以去除鍍件在脫脂后可能形成的氧化膜并使鍍件表面受到輕微刻蝕而呈現(xiàn)金屬的結(jié)晶組織，確保金屬離子能在新鮮的基體表面上還原并與基體牢固結(jié)合，形成強(qiáng)度良好的鍍層。     (2)鍍件電鍍     電鍍打

6、底層：由于鍍層在不同金屬上結(jié)合強(qiáng)度不同，有些電鍍層不能沉積在鋼鐵上，故針對(duì)一些特殊鍍種要先電鍍一層打底層作為過(guò)渡，厚度一般為(000l001)m m 。 電鍍工作鍍層：工作鍍層是表面的最終電鍍層，其作用是滿足表面的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能等特殊要求。根據(jù)鍍層性能的需要來(lái)選擇合適的最終溶液，例如用于耐磨的表面，工作鍍層可選用鎳，鎳一鎢合金等。對(duì)于耐 腐蝕 的表面，工作表面可選用鎳、鋅等。鍍鎳是模具修復(fù)中最常見(jiàn)的一種，它的鍍液見(jiàn)表l。     (3)鍍后處理     電鍍完畢要立即進(jìn)行鍍后處理，清除鍍件邊緣殘積物。  

7、60;  13 電化學(xué)電鍍特點(diǎn) 。 (1)設(shè)備特點(diǎn)：設(shè)備體積小、重量輕，便于攜帶，從而可以現(xiàn)場(chǎng)或者野外作業(yè)。 (2)鍍液特點(diǎn)：鍍液大多數(shù)是金屬有機(jī)絡(luò)合物水溶液，在水中有相當(dāng)大的溶解度，并且具有良好的穩(wěn)定性?？稍谳^寬的電流密度和溫度范圍內(nèi)使用。它具有不燃、不爆、無(wú)毒性、腐蝕小，對(duì)環(huán)境污染小，便于操作與安全。 (3)工藝特點(diǎn) 工藝靈活、沉積速度快、鍍層種類多、結(jié)合強(qiáng)度高。 2 在塑料模具中的應(yīng)用     電化學(xué)電鍍?cè)谒芰夏＞叩囊粋€(gè)重要的應(yīng)用是在模具的表面鍍上一層薄而均勻的金合金，以防止在加工PVC或PVDC是釋放釋放出來(lái)的 鹽酸 的腐蝕，腐蝕產(chǎn)生的小坑會(huì)在制

8、品表面產(chǎn)生拖痕、魚尾紋和其他的缺陷，并且會(huì)縮短模具的使用壽命。目前一般采用電化學(xué)電鍍方在模具表面鍍上25“m 厚的金合金。這層金屬鍍層可以防止PVC釋放出來(lái)侵蝕，從而大大提高模具的使用壽命。使用金合金電化學(xué)電鍍的另外一個(gè)好處是，在修復(fù)鍍層時(shí)，不用將模具取下來(lái)就可以對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。對(duì)于 拋光 表面通常使用鐵粉，或用軟鋼絲刷將模具表面刷成不光滑狀，用以使新的鍍層同模具表面熔合在一起。     當(dāng)在成型PET、ABS、PE、PP塑料制品時(shí)，這些材料對(duì)鋼和鉻有粘附作用。通過(guò)金合金鍍層，這樣可以增強(qiáng)這種材料同塑料模具型腔面的分離作用。其鍍金合金的厚度只要達(dá)到約成型PVC所需要

9、厚度的一半，就可以滿足防粘附的要求。     在塑料模具在使用完了之后，為了防銹和 防腐 通常在塑模工作面上，涂沫潤(rùn)滑油或者潤(rùn)滑脂。如果要將模具表面上的銹除去，通常會(huì)在模具表面上留下小坑和腐蝕痕跡。這種缺陷對(duì)于塑料模具來(lái)說(shuō)往往是致命的。通過(guò)電化學(xué)電鍍，在保存前可以將模具表面鍍上一層隔，鍍隔層的厚度可達(dá)50 m。鍍隔之后，如需要，可以再加涂覆潤(rùn)滑油或者潤(rùn)滑脂，對(duì)于防腐，1 2 m厚度的鍍隔就足夠。當(dāng)需要使用模具時(shí)，可以將隔除去，使模具工作面達(dá)到初始成型狀態(tài)。     3 結(jié)語(yǔ)     電化學(xué)電鍍這種方法在航

10、空航天及航海塑料模具領(lǐng)域的應(yīng)用僅是近幾年的事，但憑借著其操作簡(jiǎn)單、使用方便、節(jié)省費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，這種工藝方法在塑料模具行業(yè)應(yīng)用發(fā)展迅速。電化學(xué)電鍍憑其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)必將在塑料模具行業(yè)中扮演重要的角色，其主要體現(xiàn)在：     (1)具有良好的社會(huì)效益塑料模具的制造技術(shù)要求高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、加工費(fèi)用高，模具材料需求量大、極其貴重。現(xiàn)在許多精密塑料模具需要從國(guó)外進(jìn)口，成本和各種費(fèi)用都很高。若過(guò)早失效棄置不用，不僅是經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，而且是資源上的浪費(fèi)。用電化學(xué)電鍍對(duì)塑料模具的修復(fù)或其表面強(qiáng)化處理等不僅可以滿足工業(yè)的需求，還可以節(jié)省資金，同時(shí)又可以起到 環(huán)保 的作用。 (2)具有重要的經(jīng)濟(jì)效益例如圣路易一家制造商為TwA公司生產(chǎn)一種帶標(biāo)志的塑料杯，將這家航空公司的標(biāo)志印在杯子的一側(cè)。當(dāng)在銘刻標(biāo)記的地方用電化學(xué) 電鍍銅 和鎳，然后又鍍上一層鎳鎢合金，模具的表面就修復(fù)好了?，F(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)了成千上萬(wàn)個(gè)沒(méi)等設(shè)備中的應(yīng)用已有20多年的歷史了，而在有標(biāo)記的塑料杯子。這樣就可以不必再花大量的錢去開一套沒(méi)有標(biāo)記的杯子的塑料模具，為公司節(jié)約了大量的資金。     參考文獻(xiàn) 【1】程培源模具壽命與材料【M】北京：機(jī)械加工出版社，1991 【2】伍光風(fēng)，李暉，羅靜提高塑料模具使用壽命的表面處理技術(shù) 熱加工工藝，2004(5)：565