模具在國民經(jīng)濟(jì)中具有極其重要的作用鄙叼，目前茧纵，我國模具技術(shù)不能完全適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要洽咬，水平比發(fā)達(dá)國家落后近20年浑擎。主要問題是制造周期長、壽命短橙围、精度低沼死，生產(chǎn)只能滿足需要量的一半左右，所以當(dāng)前迫切的問題是提高模具壽命崔赌。而提高模具壽命最簡(jiǎn)單意蛀、最經(jīng)濟(jì)、最現(xiàn)實(shí)的方法是采用電刷鍍技術(shù)健芭。

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

　　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)中谴麦，應(yīng)用廣泛。對(duì)于一些大型伸头、不易搬動(dòng)的模具匾效，由于電刷鍍的設(shè)備比較簡(jiǎn)單，工藝靈活熊锭，攜帶方便弧轧，可以去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行表面刷鍍。對(duì)于模具型腔局部缺陷俯态，或使用后有磨損的部位也可采用表面刷鍍進(jìn)行修補(bǔ)跃览。由于修復(fù)周期短，經(jīng)濟(jì)效益大玻桶，修復(fù)費(fèi)用一般只占工件成本的0.5%～2%昧挚，而且修復(fù)后表面的耐磨性、硬度假盼、表面粗糙度等都能達(dá)到原來的性能指標(biāo)肢糜，因此起到表面強(qiáng)化的目的。將電刷鍍技術(shù)應(yīng)用于模具惋探，可使汽車零件（如曲軸秃停、連桿巩荧、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丹伙、耐磨性和抗氧化能力 福耐；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 恼五；采用非晶態(tài)電刷鍍層昌罩，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)備灾馒，電源的正極接鍍筆茎用，作為刷鍍時(shí)的陽極 ；電源的負(fù)極接工件睬罗，作為刷鍍時(shí)的陰極轨功。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傅物。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)夯辖，并保持適當(dāng)?shù)膲毫ΑＴ阱児P與工件接觸的部位董饰，鍍液中的金屬離子在電場(chǎng)的作用下擴(kuò)散到工件表面，并在表面獲得電子被還原成金屬原子圆米，沉積結(jié)晶形成鍍層卒暂，隨著刷鍍時(shí)間的增長，鍍層增厚娄帖，從而達(dá)到鍍覆及修復(fù)的目的乏根。電刷鍍的設(shè)備主要包括電源裝置、鍍筆與陽極以及各種輔助材料仔省。

　　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)備俄躺，它由主電路和控制電路組成。

　　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)備红集，使待鍍的工件顯露出新鮮亲沃、潔凈的基體，以便與鍍層結(jié)合得足夠牢靠判懒。表面準(zhǔn)備包括鍍前表面加工袋员、表面脫脂及表面除銹等。在刷鍍模具的整個(gè)過程中刀雳，模具和鍍液都應(yīng)在40～50℃下進(jìn)行操作痘嫉。

　　電刷鍍?nèi)芤?/p>

　　電刷鍍技術(shù)的關(guān)鍵是電刷鍍液的配方。

　　◆ 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粪世。

　　◆ 模具常用電刷鍍?nèi)芤?/p>

　」菀濉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

　∏隆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咏尝，耐磨性好压语，鍍層應(yīng)力低，也特別適合模具表面的刷鍍状土。

　　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无蜂，材料為Cr12，淬火后進(jìn)行尺寸修復(fù)蒙谓。首先用特殊鎳鍍打底層斥季，然后鍍鎳鎢D為工作層。其工藝操作如下：

　±弁浴（1）用有機(jī)溶劑丙酮脫脂酣倾。

　　（2）用電凈液脫脂谤专，模具零件接負(fù)極躁锡，工作電壓12～15V，時(shí)間15～30s置侍，刃口處表面水膜均勻攤開不呈珠狀映之。

　　（3）以清水徹底沖洗瘫骏。

　⊙找（4）用鉻活化液活化，模具零件接正極哭夺，工作電壓12～15V量奸，時(shí)間10～30s ；然后將電壓降低到10～12V卷撞，時(shí)間10～20s澄璃，使工件表面呈銀灰色。

　⊙挝摹（5）用特殊鎳鍍液鍍底層圣翅，無電擦拭3～5s，模具零件接負(fù)極鳞皂，工作電壓18～20V壶碴，閃鍍3～5s，然后工作電壓降至15V愧增，陰陽極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度10～15m/min撼予，鍍層2mm。

　　（6）用鎳鎢D鍍液鍍工作層坝辫，工作電壓為10～15V篷就，陰陽極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度6～20m/min。鍍層厚度直到規(guī)定尺寸近忙。工作前竭业，鍍液溫度應(yīng)加熱至30～50℃。

　　實(shí)例2: 組合模具尺寸恢復(fù)和表面強(qiáng)化

　　材料為T10A鋼及舍，經(jīng)多年使用后未辆，單面磨損0.2mm，為恢復(fù)尺寸且表面強(qiáng)化锯玛，首先鍍打底層（特殊鎳）咐柜，然后鍍鎳—鎢D合金作為耐磨表面。T10A屬于中碳鋼攘残，其操作工藝如下：

　∽居选（1）用砂紙和油石打磨表面。

　〖吖（2）用有機(jī)溶劑擦拭遗契。

　　（3）用電凈液脫脂盆扳，模具工作零件接負(fù)極膊编，工作電壓10～14V，陰陽極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度4～8m/min俭整，電凈時(shí)間盡量短侣娄，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岩视，無干斑。

　〔宓省（4）用清水徹底清洗颓蛀。

　　（5）用鹽酸姥胳、氯化鈉配制的活化液活化鹰坐，模具工作零件接正極，工作電壓10～14V贵健，陰陽極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度6～8m/min迷啄，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朋蔫，模具工作零件表面呈均勻的黑灰色即可罚渐。

　　（6）用清水徹底清洗驯妄。

　『刹ⅰ（7）用硫酸合砂、硫酸銨配制的活化液活化，模具工作零件接正極源织，工作電壓18～25V翩伪，一個(gè)部位的接觸時(shí)間為30～60s，使模具工作零件表面呈銀灰色為止谈息。

　≡狄佟（8）用清水徹底清洗。

　∠莱稹（9）與例1中的(5)相同轻姿。

　　（10）與例1中的(6)相同傅瞻。

　　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)的刺勇，如果采用特殊鍍液，使刷鍍時(shí)沉積的金屬離子在鍍層中進(jìn)行不規(guī)則排列迟摹，即可獲得無定形結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)鍍層觅氢。這種鍍層具有優(yōu)異的物理、化學(xué)和力學(xué)性能跋章，是提高模具壽命的經(jīng)濟(jì)方法虐恋。表1為非晶態(tài)電刷鍍?cè)谀＞呱系膽?yīng)用效果。

　　在常溫條件下往姆，應(yīng)用刷鍍的方法馒符，使用Co-Ni-P系列合金刷鍍液，可以獲得非晶態(tài)刷鍍層宏湾。其中以低Co++濃度加入含鈮添加劑的鍍液獲得刷鍍層淘砌，性能最為優(yōu)異。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旋稚。

　　◆ 電刷鍍復(fù)合鍍層

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

　　熱鍛模應(yīng)用Ni-Co-ZrO2復(fù)合電刷鍍症歇，鍍層有良好的耐磨性、抗粘著谭梗、抗高溫氧化和耐高溫疲勞等性能忘晤，與基體結(jié)合良好，可使壽命提高。研究證實(shí)德频，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)化苍息，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。

　　◆ 稀土添加劑的研究

　　稀土元素的加入壹置，能在鍍層表面形成一層富稀土合金層竞思，該稀土合金層在大氣中氧化，形成牢固的保護(hù)層钞护，提高鍍層的抗氧化和抗腐蝕能力盖喷。

　　電刷鍍具有其陽極與零件接觸、陽極與選定的局部表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)揩臊、使用很大的電流密度等三個(gè)基本特點(diǎn)嚎脖，可明顯使模具表面粗糙度變細(xì)，降低磨擦系數(shù)落余，提高抗氧化能力勤鼓，脫模效果好，成本低幔私，經(jīng)濟(jì)效益顯著涎舔，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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