模具電鍍鎳鎢合金工藝和解析
1.前言
模具的質(zhì)量與制件質(zhì)量緊密相關(guān)绅这。許多模具(如壓鑄模)的表面必須進(jìn)行電鍍,以提高其耐蝕性、耐磨性稻猜、抗氧化性及硬度等性能。傳統(tǒng)的鍍鉻技術(shù)盡管工藝成熟堡扣,質(zhì)量比較穩(wěn)定坦康,但因?yàn)榱鶅r(jià)鉻是一種有毒的物質(zhì),嚴(yán)重污染環(huán)境诡延。因此滞欠,消除污染,保護(hù)環(huán)境肆良,清潔生產(chǎn)筛璧,走可持續(xù)發(fā)展的道路。
電鍍鎳鎢合金是提高模具質(zhì)量惹恃、延長(zhǎng)模具壽命夭谤、清潔生產(chǎn)的良好選擇棺牧。鎳、鎢金屬硬度高朗儒、耐磨性好颊乘,與熔融態(tài)基體粘附溫度高。鎳鎢合金鍍層結(jié)晶細(xì)致光亮醉锄、耐磨性好疲牵,與基體結(jié)合力強(qiáng)、硬度高榆鼠,高溫下維氏硬度達(dá)到1000以上岭复。該技術(shù)近年來(lái)受到各方的關(guān)注,將逐步取代模具電鍍鉻规倚,但是河美,該技術(shù)目前普遍存在鍍層粗糙、不均评贫、麻點(diǎn)等缺陷殊划,嚴(yán)重制約其應(yīng)用發(fā)展。
2.鍍液配方及工藝流程
鍍液主要由鎢酸鈉枕调、硫酸鎳和檸檬酸鈉組成登徐,其含量分別為40~45gL、20~30gL堪锌、40~50gL哟笨。
工藝流程:
噴砂→檢查→除油→清洗→電鍍→檢驗(yàn)
3.鍍層質(zhì)量缺陷及其原因分析
常見鎳鎢鍍層質(zhì)量缺陷是麻點(diǎn)較多,側(cè)面及球面的鍍層粗糙有白色顆粒肺疾,中央鍍層與側(cè)面母逸、角部和R處嚴(yán)重不均,甚至角部届慈、R處出現(xiàn)微細(xì)裂紋等徒溪。
3.1麻點(diǎn)
麻點(diǎn)是鍍層上的微小白色、黑色點(diǎn)狀缺陷金顿,形狀多樣臊泌,有些明顯而規(guī)則,易發(fā)現(xiàn)揍拆,相對(duì)好控制渠概;少量的肉眼“看不見”的,只能用儀器檢查礁凡。
原因分析:
模具基體的砂眼高氮、氣孔慧妄、點(diǎn)蝕顷牌、粘附物等不良引起剪芍;模具在噴砂時(shí)粘附砂粒,或砂質(zhì)不良窟蓝,或砂質(zhì)被雜質(zhì)罪裹、油、異物迄咸、塵埃等污染引起茶踪;模具在除油時(shí)粘附的乳化物、清洗時(shí)水中的雜質(zhì)等屿钥;配液時(shí)使用的壓縮空氣教叽、純水及其管路、工具及環(huán)境中的雜質(zhì)等污染引起坎市;鍍液嘶忘、活化液中的未溶化的鹽顆粒、酸化的電極金屬物等均可引起麻點(diǎn)盹馅。
上述麻點(diǎn)直觀可見躁银,而模具表面的有些薄層粘附物,經(jīng)分析主要為鍍前污染砂質(zhì)中的碳類化合物毒奇。它牢固蔑辽,粘附力強(qiáng)逐漸會(huì)變成耐酸堿、抗振動(dòng)的高粘度膠狀物沥葛。在除油触尚、清洗時(shí)不易去除,一旦疏忽齿穗,流入電鍍工序筐带,必然被鍍層覆蓋,肉眼不易發(fā)現(xiàn)缤灵,也無(wú)法彌補(bǔ)伦籍。
3.2鍍層粗糙
原因分析:
鍍液基本組成是硫酸鎳、檸檬酸鈉腮出、鎢酸鈉等帖鸦,還有鹽類、有機(jī)配合物等胚嘲。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):模具電鍍的缺陷主要與鍍液中的雜質(zhì)含量有關(guān)作儿。化學(xué)藥品的純度不高馋劈,鍍液中的異物攻锰,鍍液的頻繁使用,使鍍液中金屬雜質(zhì)Cu妓雾、Fe娶吞、Cr垒迂、Co含量超出了允許范圍等,均可導(dǎo)致鍍層粗糙肖糖、麻點(diǎn)增加及白色顆粒笨拯。
3.3鍍層厚度嚴(yán)重不均
原因分析:
鍍液使用較長(zhǎng)時(shí)間后,鍍層出現(xiàn)缺陷的幾率增加睹蜈,側(cè)面及球面的白色顆粒讶粹,角部、R處的微細(xì)裂紋尤為明顯牲课。
試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):當(dāng)鍍液中的雜質(zhì)Cu贩仇、Fe、Cr女灸、Co含量分別顯著增加到20鬼涂、20、20摘链、50mgl時(shí)羔仅,電鍍質(zhì)量明顯下降。
試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn):電鍍電流的分布情況直接影響鍍層的均勻度岗努。模具的邊緣沉桌、角部、R處電流密度明顯比其它部位的高算吩,相應(yīng)金屬沉積量多留凭,鍍層厚度大。正常情況下偎巢,中央與側(cè)面蔼夜、角部、R處的鍍層厚度差為4μm左右压昼。電流分布不均會(huì)導(dǎo)致鍍層厚度差達(dá)到15μm以上求冷,嚴(yán)重時(shí)鍍層因?yàn)榫植拷饘俪练e量過(guò)多而脫落。
另外窍霞,模具的形狀匠题、結(jié)構(gòu)、材料等也影響鍍層的質(zhì)量但金。
4.對(duì)策
(1)噴砂前韭山,檢查、消除模具基體的砂眼冷溃、氣孔腻危、點(diǎn)蝕、粘附物等碰素。
(2)噴砂時(shí)先檢驗(yàn)砂質(zhì)雇法,若有雜質(zhì)战辨、異物、油污等污染供辰,應(yīng)立即徹底更換。噴砂后及時(shí)清掃模具表面殘存的砂粒及其它粘附物佣各。
(3)除油前先檢驗(yàn)除油液表面梢苍,若有油狀乳化劑聚集,應(yīng)及時(shí)噴淋沖散指胡;除油后模具表面若有油狀乳化物粘附诲有,必須清洗干凈。
(4)酸活化時(shí)要嚴(yán)格控制時(shí)間橘忿,避免模具過(guò)腐蝕药封;同時(shí),控制好模具下槽深度侯选,防止電極板吠谢、連接件等腐蝕。其腐蝕物會(huì)污染鍍液诗茎,導(dǎo)致電鍍不良
(5)鍍液配制時(shí)化學(xué)藥品盡量純度高工坊,并及時(shí)分析雜質(zhì)含量。另外敢订,鍍液要定時(shí)分析王污,過(guò)濾,并定期更換
(6)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形狀楚午,科學(xué)地設(shè)計(jì)合理的電流均衡板昭齐,可以有效抑制金屬局部沉積過(guò)厚,保證鍍層質(zhì)量
(7)在保證模具滿足生產(chǎn)工藝的前提下矾柜,優(yōu)化模具設(shè)計(jì)阱驾,特別有利于提高鍍層質(zhì)量。
(8)及時(shí)補(bǔ)充陽(yáng)極怪蔑,修理附件啊易,定期清理鍍槽泥渣,并進(jìn)行“三廢”綜合治理饮睬。
(9)凈化堤酿、保護(hù)工作環(huán)境,遵守工藝規(guī)程卦瘤,加強(qiáng)操作人員責(zé)任心镇评,避免環(huán)境、機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入鍍液瑰氨。
5.結(jié)束語(yǔ)
電鍍鎳鎢合金新技術(shù)牺鱼,有著廣闊的應(yīng)用前景樊何。但提高電鍍質(zhì)量,必須從工藝技術(shù)跪晕、生產(chǎn)管理等方面綜合控制和管理秀彤。
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