模具在國民經(jīng)濟(jì)中具有極其重要的作用，目前，我國模具技術(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)國家落后近20年九火。主要問題是制造周期長、壽命短册招、精度低岔激，生產(chǎn)只能滿足需要量的一半左右勒极，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單虑鼎、最經(jīng)濟(jì)辱匿、最現(xiàn)實的方法是采用電刷鍍技術(shù)。

　　電刷鍍技術(shù)在我國研究開發(fā)炫彩、應(yīng)用推廣已有二十多年歷史匾七，這一新技術(shù)解決了許多國家重點工程中的維修等關(guān)鍵問題，創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益30億元以上媒楼。電刷鍍技術(shù)曾獲得國家科技進(jìn)步一等獎出蛾，是國家連續(xù)三個五年計劃重點推廣的新技術(shù)促讶。

　　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)中观哲，應(yīng)用廣泛。對于一些大型侮捷、不易搬動的模具担戏，由于電刷鍍的設(shè)備比較簡單，工藝靈活偶画，攜帶方便堵生，可以去現(xiàn)場進(jìn)行表面刷鍍。對于模具型腔局部缺陷祟期，或使用后有磨損的部位也可采用表面刷鍍進(jìn)行修補钾士。由于修復(fù)周期短，經(jīng)濟(jì)效益大希弟，修復(fù)費用一般只占工件成本的0.5%～2%应揉，而且修復(fù)后表面的耐磨性、硬度洞枷、表面粗糙度等都能達(dá)到原來的性能指標(biāo)诺舔，因此起到表面強化的目的。將電刷鍍技術(shù)應(yīng)用于模具备畦，可使汽車零件（如曲軸低飒、連桿、齒輪等）的熱鍛模壽命提高20～100%懂盐，其主要原因是電刷鍍層有良好的紅硬性褥赊、耐磨性和抗氧化能力 ；電刷鍍也可大幅度提高冷作模具的壽命莉恼，這歸功于電刷鍍層有高的硬度和良好的抗粘著性能 拌喉；采用非晶態(tài)電刷鍍層，可使各種冷熱模具的使用壽命進(jìn)一步提高壽命50～200%类垫。

　　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)備司光，電源的正極接鍍筆琅坡，作為刷鍍時的陽極 ；電源的負(fù)極接工件残家，作為刷鍍時的陰極榆俺。鍍筆通常采用高純度細(xì)石墨塊作陽極材料，石墨塊外面包裹一層棉花和耐磨的滌棉套闸骨。刷鍍時使浸滿鍍液的鍍筆以一定的相對運動速度在工件表面上移動扯殴，并保持適當(dāng)?shù)膲毫ΑＴ阱児P與工件接觸的部位奔祟，鍍液中的金屬離子在電場的作用下擴(kuò)散到工件表面鬓惶，并在表面獲得電子被還原成金屬原子，沉積結(jié)晶形成鍍層翎丢，隨著刷鍍時間的增長庞炕，鍍層增厚，從而達(dá)到鍍覆及修復(fù)的目的量懂。電刷鍍的設(shè)備主要包括電源裝置盒俏、鍍筆與陽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)備仿竣，它由主電路和控制電路組成敷主。

　　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氢觉、潔凈的基體幸亭，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症概、表面脫脂及表面除銹等蕾额。在刷鍍模具的整個過程中，模具和鍍液都應(yīng)在40～50℃下進(jìn)行操作穴豫。

　　電刷鍍?nèi)芤?/p>

　　電刷鍍技術(shù)的關(guān)鍵是電刷鍍液的配方凡简。

　　◆ 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表面進(jìn)行電解刻蝕的活化液。

　　◆ 模具常用電刷鍍?nèi)芤?/p>

　【唷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

　〕由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，近年來發(fā)展的鎳-鈷合金由于硬度高達(dá)550HBW司抱，耐磨性好筐眷，鍍層應(yīng)力低，也特別適合模具表面的刷鍍习柠。

　　實例1: 電動機(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匀谣，材料為Cr12，淬火后進(jìn)行尺寸修復(fù)资溃。首先用特殊鎳鍍打底層武翎，然后鍍鎳鎢D為工作層烈炭。其工藝操作如下：

　　（1）用有機(jī)溶劑丙酮脫脂督巍。

　∥赖馈（2）用電凈液脫脂，模具零件接負(fù)極单旺，工作電壓12～15V秒勿，時間15～30s，刃口處表面水膜均勻攤開不呈珠狀拔怜。

　〈敌恕（3）以清水徹底沖洗。

　≌堤摺（4）用鉻活化液活化施揪，模具零件接正極，工作電壓12～15V紊捉，時間10～30s 怯路；然后將電壓降低到10～12V，時間10～20s溯剑，使工件表面呈銀灰色。

　⊙潦唷（5）用特殊鎳鍍液鍍底層缸逃，無電擦拭3～5s，模具零件接負(fù)極厂抽，工作電壓18～20V需频，閃鍍3～5s，然后工作電壓降至15V筷凤，陰陽極相對運動速度10～15m/min昭殉，鍍層2mm。

　∶晔亍（6）用鎳鎢D鍍液鍍工作層挪丢，工作電壓為10～15V，陰陽極相對運動速度6～20m/min卢厂。鍍層厚度直到規(guī)定尺寸乾蓬。工作前，鍍液溫度應(yīng)加熱至30～50℃慎恒。

　　實例2: 組合模具尺寸恢復(fù)和表面強化

　　材料為T10A鋼任内，經(jīng)多年使用后，單面磨損0.2mm庸灶，為恢復(fù)尺寸且表面強化腐熊，首先鍍打底層（特殊鎳）韩丸，然后鍍鎳—鎢D合金作為耐磨表面。T10A屬于中碳鋼冒瞎，其操作工藝如下：

　』印（1）用砂紙和油石打磨表面。

　〉苋住（2）用有機(jī)溶劑擦拭栅洁。

　　（3）用電凈液脫脂版叁，模具工作零件接負(fù)極劳诽，工作電壓10～14V，陰陽極相對運動速度4～8m/min敲侧，電凈時間盡量短定歧，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僻匿，無干斑官地。

　　（4）用清水徹底清洗烙懦。

　∏搿（5）用鹽酸、氯化鈉配制的活化液活化氯析，模具工作零件接正極亏较，工作電壓10～14V，陰陽極相對運動速度6～8m/min掩缓，活化時間應(yīng)根據(jù)鍍筆和模具工作零件被鍍面大小而定雪情，一個部位的接觸時間為30～60s，模具工作零件表面呈均勻的黑灰色即可你辣。

　⊙餐ā（6）用清水徹底清洗。

　∩岷濉（7）用硫酸宴凉、硫酸銨配制的活化液活化，模具工作零件接正極蠢熄，工作電壓18～25V缨拇，一個部位的接觸時間為30～60s，使模具工作零件表面呈銀灰色為止敞冤。

　±嘟簟（8）用清水徹底清洗。

　≌杆Α（9）與例1中的(5)相同抵思。

　∠て觥（10）與例1中的(6)相同。

　　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)的焙句，如果采用特殊鍍液符晃，使刷鍍時沉積的金屬離子在鍍層中進(jìn)行不規(guī)則排列，即可獲得無定形結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)鍍層港摘。這種鍍層具有優(yōu)異的物理绒双、化學(xué)和力學(xué)性能，是提高模具壽命的經(jīng)濟(jì)方法脖嗽。表1為非晶態(tài)電刷鍍在模具上的應(yīng)用效果还织。

　　在常溫條件下，應(yīng)用刷鍍的方法主巍，使用Co-Ni-P系列合金刷鍍液冠息，可以獲得非晶態(tài)刷鍍層。其中以低Co++濃度加入含鈮添加劑的鍍液獲得刷鍍層孕索，性能最為優(yōu)異逛艰。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。

　　◆ 電刷鍍復(fù)合鍍層

　　復(fù)合刷鍍是復(fù)合電鍍的一種搞旭，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）散怖。目前鎳基鍍液復(fù)合刷鍍用的較多，例如在快鎳鍍液中加入二硫化鉬作自潤滑涂層 选脊；加入三氧化二鋁作耐磨和防腐涂層杭抠，加入金剛石微粉作高抗磨涂層。

　　熱鍛模應(yīng)用Ni-Co-ZrO2復(fù)合電刷鍍恳啥，鍍層有良好的耐磨性、抗粘著丹诀、抗高溫氧化和耐高溫疲勞等性能钝的，與基體結(jié)合良好，可使壽命提高铆遭。研究證實港揉，復(fù)合鍍層的強化機(jī)理主要是細(xì)晶強化和第二相粒子強化，其強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哮霹。

　　◆ 稀土添加劑的研究

　　稀土元素的加入宰孙，能在鍍層表面形成一層富稀土合金層，該稀土合金層在大氣中氧化墅轩，形成牢固的保護(hù)層坚哲，提高鍍層的抗氧化和抗腐蝕能力。

　　電刷鍍具有其陽極與零件接觸付昧、陽極與選定的局部表面相對運動御欢、使用很大的電流密度等三個基本特點找肤，可明顯使模具表面粗糙度變細(xì)，降低磨擦系數(shù)升碱，提高抗氧化能力踩林，脫模效果好，成本低是酣，經(jīng)濟(jì)效益顯著醋掖，適于在各類工廠特別是中小型企業(yè)推廣應(yīng)用。

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