模具表面處理之鍍硬鉻知識介紹課件

表面處理之鍍硬鉻知識介紹一、引言:鍍鉻技術(shù)的分類及應(yīng)用二、鍍硬鉻原理和主要性能特點三、鍍鉻過程介紹和質(zhì)量影響因素四、鍍鉻前后注意事項以及模具的保養(yǎng)五、M1模具項目實例目錄在高速、高壓沖壓作業(yè)過程中，模具和制件會產(chǎn)生巨大的摩擦，由于鐵和鐵的巨大摩擦，模具和材料上極易產(chǎn)生擦傷和燒壞等不良現(xiàn)象，增加了產(chǎn)品的返修和報廢率。電鍍硬鉻技術(shù)可以大大提升耐久性，保證模具穩(wěn)定的精度，生產(chǎn)效率也會顯著提升。電鍍硬鉻技術(shù)運用在汽車大型覆蓋件模具及拉延深度較深的模具表面熱處理、汽車沖壓模具附屬零件表面熱處理、鍛造用模具和鑄造用模具表面熱處理，核心在于模具耐磨性、平滑性和耐腐蝕性的提高。引言

(2)鍍硬鉻(耐磨鉻)鉻層具有高的硬度和低的摩擦系數(shù)，機械零部件鍍硬鉻后可以提高其抗磨損能力，延長使用壽命。硬鉻可用于切削及拉拔工具，各種材料的模具、軸承、軸、量規(guī)、齒輪等，還可用于修復(fù)磨損零件的尺寸。這類鉻層的厚度根據(jù)需要而變，從1μm到幾個mm。以上兩種鍍鉻技術(shù)是目前最應(yīng)用最廣泛的鍍鉻技術(shù)。此外還有鍍?nèi)榘足t，松孔鍍鉻，鍍黑鉻等鍍鉻技術(shù)。用戶根據(jù)其目的來判斷要鍍那種鉻。鍍硬鉻鈦泵（耐腐蝕）鍍硬鉻電視模具硬質(zhì)鉻電鍍原理

電鍍是指通過電化學(xué)方法在固體表面上沉積一層金屬或合金的過程，本質(zhì)是電解池原理（將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能）。所謂硬質(zhì)鉻電鍍，是按照JIS標準硬度在HV750(HRC60)以上，膜厚在5um以上。幾乎所有的模具素材均可以進行電鍍。電鍍過程中，電解液為鉻酸溶液，待鍍物件為陰極，電鍍的析出過程如下：用特定的電壓和電流密度在陽極上進行氧化反應(yīng)，同時產(chǎn)生氧氣體，在陰極上起還原反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，從而析出鉻并附著于待鍍物件上。(1)鉻的性質(zhì)：鉻是一種微帶天藍色的銀白色金屬，電極電位為負，但它有很強的鈍化性能，在大氣中很快鈍化，顯示出具有貴金屬的性質(zhì)，所以鋼鐵零件鍍鉻層是陰極鍍層。鉻層在大氣中很穩(wěn)定，能長期保持其光澤，在堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽以及有機酸等腐蝕介質(zhì)中也非常穩(wěn)定，但可溶于鹽酸等氫鹵酸和熱的濃硫酸中。鉻層硬度高(HV900～110kg／mm2)、耐磨性好、反光能力強以及有較好的耐熱性，在500℃以下光澤和硬度均無明顯變化，溫度大于500℃開始氧化變色，大于700℃時才開始變軟。(2)硬度及電泳液溫度：對比各種熱處理形式，情況如下頁表l所示。通過比較，我們發(fā)現(xiàn)，對于車身上的大件如側(cè)圍、翼子板等大型模具的凸凹模本體，因其模具型腔大型面復(fù)雜且壁厚不一致，受熱后容易發(fā)生熱變形，鍍Cr處理溫度一般在50～70℃，屬低溫處理，處理后模具不會產(chǎn)生變形，其表面硬度一般可控制在HRC65以上，高于拉延所需的硬度要求。鍍鉻處理技術(shù)的主要性能特點(3)高耐磨性：經(jīng)鍍鉻處理后的模具型腔比未處理的模具型腔光潔度效果有明顯改善，有效地降低了摩擦系數(shù)，提高了模具使用壽命。模具在生產(chǎn)過程中因各種原因產(chǎn)生的拉毛等問題得到有效解決，下圖是某車型側(cè)圍鍍鉻前后光潔度對比。模具鍍鉻處理相關(guān)工藝參數(shù)1、鍍層厚度。主要根據(jù)板件厚度和需求的硬度值來決定。一般硬鉻鍍層硬度是隨厚度提高而提高的，硬度的最高值在0.2㎜左右。對于汽車覆蓋件的模具，鍍層厚度一般在5-20um之間。2、鍍鉻溶液成分：2.1鉻酸酐。鍍鉻溶液中的主鹽，其含量的高低對鍍液的電流效率、分散能力、鍍層性能以及溶液損耗及電損耗有直接關(guān)系。含量過低，電流效率高，溶液分散能力較好，鍍層的硬度也較高同時溶液的帶出損失減少；含量過高，雖然鍍液的導(dǎo)電率提高，均鍍能力也隨著升高。但電流效率下降槽電壓升高，分散能力變差同時鍍液的帶出損失較大，鍍層的硬度也較低。鉻酸酐在鍍硬鉻溶液中的濃度為200～250g/L。2.2硫酸。鍍鉻溶液中最主要的主要添加劑，其含量應(yīng)為CrO3的1％，生產(chǎn)時鉻酸酐與硫酸根的比例可控制在（80～120）：1。當(dāng)比例小于100∶1時，鍍層的光亮度雖然能夠提高，但鍍液的分散能力及電流效率會降低，嚴重時工件凹陷部位難以沉積上鍍層并且鍍層有發(fā)花現(xiàn)象。同時鍍液中的Cr3+含量上升；當(dāng)比例大于此值時鍍層顏色發(fā)灰，也較為粗糙，同時光澤性差。1．提高模具表面硬度（可達HRC60-75）、耐磨性、耐腐性和抗高溫氧化性能；2．減少由于粉塵、顆粒引起的斑點不良；3．提高模具表面抗摩擦能力，防止拉毛刮傷等問題產(chǎn)生；4．經(jīng)過鍍硬鉻處理的模具可達到甚至超過硬質(zhì)合金的性能指標，不僅大幅度降低材料成本，而且可以簡化模具制造加工工藝和熱處理工藝，降低生產(chǎn)成本；5．模具維修簡單化，從而降低了維修工時；6．降低了拉延油的使用量；7．提高模具的檔次和附加值；8．提高模具壽命并有效保護模具本體。9、可再生性，如果磨損，可以剝離后再鍍。鍍鉻處理對模具的提升鍍鉻前：1、鍍鉻前需針對模具上砂孔，裂紋以及R角不順等相關(guān)問題進行修復(fù)，修復(fù)完畢后上機試模確認其生產(chǎn)狀況（若OK，批量生產(chǎn)后進行第二步驟；若NG，模具繼續(xù)調(diào)整直至OK為止）2、模具送出前，全周用砂紙進行精修：120#-240#-400#，尤其是走料R角處。3、非模具本體之附件在鍍鉻前必須拆除，以防在鍍鉻過程中被腐蝕損壞，主要包括以下：格納，頂料機構(gòu)，AIR氣管，檢知線路及檢知器，耐磨板，定位具，保護板，墊塊以及非必要之鎖付螺絲。4、模具精修完畢后，需清洗整理并拍照存證（防止模具送出損壞時的責(zé)任判定）。5、模具上防黃油防止運輸過程潮濕生銹。6、鍍鉻的模具須以工程樣件覆蓋并用薄膜、牛皮紙等保護固定，并標識“防水、防碰、防壓”后方可運出。鍍鉻前后模具處理注意事項鍍鉻過程中：1、欲鍍零件無論材質(zhì)如何，只要工件較大，均需預(yù)熱處理，因為鍍硬鉻時間較長，鍍層較厚，內(nèi)應(yīng)力大且硬度高，而基體金屬與鉻的熱膨脹系數(shù)差別較大。如不預(yù)熱就施鍍，基體金屬容易受熱膨脹而產(chǎn)生“暴皮”現(xiàn)象，預(yù)熱時間根據(jù)工件大小而定。2、掛具（用于懸掛工件并將電流導(dǎo)至工件的框架）用材料必須在熱的鉻酸溶液中不溶解，也不發(fā)生其他化學(xué)作用。夾具還應(yīng)有足夠的截面積，且與導(dǎo)電部件接觸良好。否則因電流大，槽電壓升高，局部過熱。

夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量采用焊接形式連接；夾具非工作部分應(yīng)用聚氯乙烯塑料布或涂布耐酸膠絕緣。3、裝掛時應(yīng)考慮便于氣體的逸出，防止“氣袋”形成，造成局部無鍍層或鍍層厚度不均。4、復(fù)雜零件鍍鉻應(yīng)采用象形陽極，圓柱形零件兩端應(yīng)加陰極保護，避免兩端燒焦及中間鍍層薄的現(xiàn)象；帶有棱角、尖端的零件可用金屬絲屏蔽。5、為提高鍍層的結(jié)合力，可進行反電、大電流沖擊及階梯式給電。反電時間為0．5～3min，陰極電流密度為30～40A/dm2。大電流沖擊為80～120A/dm2，時間為l～3min。6、對于易析氫的鋼鐵部件，應(yīng)在鍍后進行除氫處理。鍍鉻后：1、模具吊運分解將工程樣件及保護薄膜、牛皮紙去除。2、確認模具與鍍鉻前拍照存證的狀況比是否有異常。3、模具擦拭，用小于逃氣孔孔徑0.2左右的鉆頭對逃氣孔逐個進行清理，清理完畢后再用氣槍將雜物吹出；4、模面用400#砂紙/油石精修。5、模具上易剝落的油漆去除后模具清洗整理。6、將鍍鉻前拆除的相應(yīng)附件按編號進行還原。7、模具組合上機TRY。8、生產(chǎn)狀況OK后模具刷漆（防止鍍鉻后模具油漆易剝落造成品質(zhì)不良）鍍鉻層脫落原因及其修復(fù)一般的汽車模具在年生產(chǎn)綱領(lǐng)為6萬件時或因周圍生產(chǎn)環(huán)境的惡劣會不可避免地持續(xù)鍍鉻層的脫落現(xiàn)象?；蛘咭蝈冦t工藝不完善也有可能出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。即鍍鉻層的硬度高，一般情況模具工作面型腔實際使用厚鉻鍍層的硬度多在750Hv左右。太硬的鍍鉻層因內(nèi)應(yīng)力太大，會存在表面裂紋現(xiàn)象。模具工作面型凹模鍍鉻層有較低的摩擦系數(shù)，因此與鍍鉻層配合的凸模，二者之間配臺應(yīng)有有較長的使用壽命，即凸模一般也要考慮鍍鉻。鍍鉻層的油附性不好，拉延油很難在完整、光滑的鉻層上形成油膜，當(dāng)潤滑不良時，局部易出現(xiàn)干摩擦現(xiàn)象，難以電鍍處既有較高硬度、又有較大厚度的鉻層，一般的鍍鉻修復(fù)工藝包括：鍍銅—鍍鎳—鍍鉻需要注意的是，上述修復(fù)流程不可少，也就是說不在直接在模具工作面型腔鍍鉻，必須先鍍銅處理再鍍鎳，最后