模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有極其重要的作用借街，目前怎机，我國(guó)模具技術(shù)不能完全適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，水平比發(fā)達(dá)國(guó)家落后近20年演徘。主要問題是制造周期長(zhǎng)慎陵、壽命短、精度低喻奥，生產(chǎn)只能滿足需要量的一半左右席纽，所以當(dāng)前迫切的問題是提高模具壽命。而提高模具壽命最簡(jiǎn)單撞蚕、最經(jīng)濟(jì)润梯、最現(xiàn)實(shí)的方法是采用電刷鍍技術(shù)。

　　電刷鍍技術(shù)在我國(guó)研究開發(fā)甥厦、應(yīng)用推廣已有二十多年歷史纺铭，這一新技術(shù)解決了許多國(guó)家重點(diǎn)工程中的維修等關(guān)鍵問題，創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益30億元以上刀疙。電刷鍍技術(shù)曾獲得國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)舶赔，是國(guó)家連續(xù)三個(gè)五年計(jì)劃重點(diǎn)推廣的新技術(shù)。

　　電刷鍍的應(yīng)用情況

　　電刷鍍技術(shù)在模具制造及失效修復(fù)中谦秧，應(yīng)用廣泛竟纳。對(duì)于一些大型、不易搬動(dòng)的模具疚鲤，由于電刷鍍的設(shè)備比較簡(jiǎn)單锥累，工藝靈活，攜帶方便溢扳，可以去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行表面刷鍍炸笋。對(duì)于模具型腔局部缺陷，或使用后有磨損的部位也可采用表面刷鍍進(jìn)行修補(bǔ)祠乔。由于修復(fù)周期短地毁，經(jīng)濟(jì)效益大，修復(fù)費(fèi)用一般只占工件成本的0.5%~2%锡疗，而且修復(fù)后表面的耐磨性鼓宿、硬度、表面粗糙度等都能達(dá)到原來的性能指標(biāo)囊嘲，因此起到表面強(qiáng)化的目的情键。將電刷鍍技術(shù)應(yīng)用于模具，可使汽車零件(如曲軸锯帚、連桿钢墩、齒輪等)的熱鍛模壽命提高20~100%，其主要原因是電刷鍍層有良好的紅硬性楞播、耐磨性和抗氧化能力用押；電刷鍍也可大幅度提高冷作模具的壽命，這歸功于電刷鍍層有高的硬度和良好的抗粘著性能靶剑；采用非晶態(tài)電刷鍍層蜻拨，可使各種冷熱模具的使用壽命進(jìn)一步提高壽命50~200%。

　　電刷鍍的基本原理

　　電刷鍍技術(shù)需采用專用的直流電源設(shè)備桩引，電源的正極接鍍筆缎讼，作為刷鍍時(shí)的陽(yáng)極；電源的負(fù)極接工件坑匠，作為刷鍍時(shí)的陰極血崭。鍍筆通常采用高純度細(xì)石墨塊作陽(yáng)極材料，石墨塊外面包裹一層棉花和耐磨的滌棉套厘灼。刷鍍時(shí)使浸滿鍍液的鍍筆以一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度在工件表面上移動(dòng)夹纫，并保持適當(dāng)?shù)膲毫ΑＴ阱児P與工件接觸的部位设凹，鍍液中的金屬離子在電場(chǎng)的作用下擴(kuò)散到工件表面舰讹，并在表面獲得電子被還原成金屬原子，沉積結(jié)晶形成鍍層闪朱，隨著刷鍍時(shí)間的增長(zhǎng)借睬，鍍層增厚，從而達(dá)到鍍覆及修復(fù)的目的乃衫。電刷鍍的設(shè)備主要包括電源裝置奏宽、鍍筆與陽(yáng)極以及各種輔助材料。

　　電刷鍍電源裝置

　　電刷鍍電源是電刷鍍工藝過程中的主要設(shè)備额神，它由主電路和控制電路組成卸窿。

　　電刷鍍的表面準(zhǔn)備及溫度控制

　　刷鍍前模具零件需進(jìn)行表面準(zhǔn)備，使待鍍的工件顯露出新鮮惑膀、潔凈的基體唐肩，以便與鍍層結(jié)合得足夠牢靠。表面準(zhǔn)備包括鍍前表面加工贼么、表面脫脂及表面除銹等穗掘。在刷鍍模具的整個(gè)過程中霸拦，模具和鍍液都應(yīng)在40~50℃下進(jìn)行操作。

　　電刷鍍?nèi)芤?/p>

　　電刷鍍技術(shù)的關(guān)鍵是電刷鍍液的配方称啸。

　　◆表面預(yù)處理溶液

　　表面預(yù)處理溶液主要有電解脫脂的電凈液和對(duì)表面進(jìn)行電解刻蝕的活化液屏疗。

　　◆模具常用電刷鍍?nèi)芤?/p>

　　①特殊鎳

　　硫酸鎳395~397g/L氯化鈉14~16g/L

　　乙酸68~70g/L鹽酸20~28g/L

　±绞酢②鎳-鎢D合金鍍液

　　硫酸鎳395g/L鎢酸鈉23 g/L

　　硼酸31 g/L檸檬酸42 g/L

　　硫酸鈷2 g/L無水硫酸鈉6.5 g/L

　　硫酸鎂2 g/L硫酸錳2 g/L

　　冰醋酸20mL/L甲酸35 mL/L

　　氟化鈉5 g/L十二烷基硫酸鈉0.01~0.001g/L

　　除了鎳-鎢合金外艺蝴，近年來發(fā)展的鎳-鈷合金由于硬度高達(dá)550HBW，耐磨性好鸟废，鍍層應(yīng)力低猜敢，也特別適合模具表面的刷鍍。

　　實(shí)例1:電動(dòng)機(jī)軸孔沖模的電刷鍍修復(fù)處理

　　沖模下模刃口加工超差0.1mm盒延，材料為Cr12缩擂，淬火后進(jìn)行尺寸修復(fù)。首先用特殊鎳鍍打底層添寺，然后鍍鎳鎢D為工作層撇叁。其工藝操作如下：

　　(1)用有機(jī)溶劑丙酮脫脂。

　　(2)用電凈液脫脂畦贸，模具零件接負(fù)極陨闹，工作電壓12~15V，時(shí)間15~30s薄坏，刃口處表面水膜均勻攤開不呈珠狀趋厉。

　　(3)以清水徹底沖洗。

　　(4)用

　　鉻活化液活化燕瞭，模具零件接正極陶簿，工作電壓12~15V，時(shí)間10~30s黎困；然后將電壓降低到10~12V航十，時(shí)間10~20s，使工件表面呈銀灰色斧呆。

　　(5)用特殊鎳鍍液鍍底層诊势，無電擦拭3~5s，模具零件接負(fù)極质圾，工作電壓18~20V荔闭，閃鍍3~5s，然后工作電壓降至15V棋蒂，陰陽(yáng)極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度10~15m/min毒沥，鍍層2mm。

　　(6)用鎳鎢D鍍液鍍工作層，工作電壓為10~15V擒蝎，陰陽(yáng)極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度6~20m/min中姜。鍍層厚度直到規(guī)定尺寸。工作前跟伏，鍍液溫度應(yīng)加熱至30~50℃丢胚。

　　實(shí)例2:組合模具尺寸恢復(fù)和表面強(qiáng)化

　　材料為T10A鋼，經(jīng)多年使用后酬姆，單面磨損0.2mm，為恢復(fù)尺寸且表面強(qiáng)化奥溺，首先鍍打底層(特殊鎳)辞色，然后鍍鎳—鎢D合金作為耐磨表面。T10A屬于中碳鋼浮定，其操作工藝如下：

　　(1)用砂紙和油石打磨表面相满。

　　(2)用有機(jī)溶劑擦拭。

　　(3)用電凈液脫脂桦卒，模具工作零件接負(fù)極立美，工作電壓10~14V，陰陽(yáng)極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度4~8m/min方灾，電凈時(shí)間盡量短建蹄，以減少模具工作零件滲氫量，模具工作零件表面上水珠均勻攤開播托，無干斑饿严。

　　(4)用清水徹底清洗。

　　(5)用鹽酸丙藤、氯化鈉配制的活化液活化缓墅，模具工作零件接正極，工作電壓10~14V窘螃，陰陽(yáng)極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度6~8m/min挑单，活化時(shí)間應(yīng)根據(jù)鍍筆和模具工作零件被鍍面大小而定，一個(gè)部位的接觸時(shí)間為30~60s册向，模具工作零件表面呈均勻的黑灰色即可唾莲。

　　(6)用清水徹底清洗。

　　(7)用硫酸瘸卦、硫酸銨配制的活化液活化扇牢，模具工作零件接正極，工作電壓18~25V跋擅，一個(gè)部位的接觸時(shí)間為30~60s椰陋，使模具工作零件表面呈銀灰色為止。

　　(8)用清水徹底清洗沪曙。

　　(9)與例1中的(5)相同奕污。

　　(10)與例1中的(6)相同萎羔。

　　電刷鍍技術(shù)研究的新進(jìn)展

　　◆電刷鍍非晶態(tài)鍍層

　　一般的電刷鍍層是晶態(tài)的，如果采用特殊鍍液碳默，使刷鍍時(shí)沉積的金屬離子在鍍層中進(jìn)行不規(guī)則排列贾陷，即可獲得無定形結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)鍍層。這種鍍層具有優(yōu)異的物理嘱根、化學(xué)和力學(xué)性能髓废，是提高模具壽命的經(jīng)濟(jì)方法。表1為非晶態(tài)電刷鍍?cè)谀＞呱系膽?yīng)用效果该抒。

　　在常溫條件下慌洪，應(yīng)用刷鍍的方法，使用Co-Ni-P系列合金刷鍍液凑保，可以獲得非晶態(tài)刷鍍層冈爹。其中以低Co++濃度加入含鈮添加劑的鍍液獲得刷鍍層，性能最為優(yōu)異欧引。該鍍層在常溫和高溫度下均具有較高的硬度和良好的耐磨性枪蜕。

　　◆電刷鍍復(fù)合鍍層

　　復(fù)合刷鍍是復(fù)合電鍍的一種，其本質(zhì)是通過電化學(xué)沉積在工件基體表面獲得復(fù)合材料(復(fù)合鍍層)迈招。目前鎳基鍍液復(fù)合刷鍍用的較多农泊，例如在快鎳鍍液中加入二硫化鉬作自潤(rùn)滑涂層；加入三氧化二鋁作耐磨和防腐涂層缘赋，加入金剛石微粉作高抗磨涂層通溜。

　　熱鍛模應(yīng)用Ni-Co-ZrO2復(fù)合電刷鍍，鍍層有良好的耐磨性兰歼、抗粘著溪毕、抗高溫氧化和耐高溫疲勞等性能，與基體結(jié)合良好廊擦，可使壽命提高穿汽。研究證實(shí)，復(fù)合鍍層的強(qiáng)化機(jī)理主要是細(xì)晶強(qiáng)化和第二相粒子強(qiáng)化觉浦，其強(qiáng)化作用取決于第二相顆粒彌散情況及其被基體金屬嵌合的牢固程度题束。

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