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    模具電鍍鎳鎢合金工藝和解析

    放大字體??縮小字體 發布日期:2012-02-08??瀏覽次數:1670 ??關注:加關注
    核心提示:模具電鍍鎳鎢合金工藝和解析

    1前言

       模具的質量與制件質量緊密相關。許多模具(如壓鑄模)的表面必須進行電鍍,以提高其耐蝕性、耐磨性、抗氧化性及硬度等性能。傳統的鍍鉻技術盡管工藝成熟,質量比較穩定,但因為六價鉻是一種有毒的物質,嚴重污染環境。因此,消除污染,保護環境,清潔生產,走可持續發展的道路。

     鍍鎳鎢合金是提高模具質量、延長模具壽命、清潔生產的良好選擇。鎳、鎢金屬硬度高、耐磨性好,與熔融態基體粘附溫度高。鎳鎢合金鍍層結晶細致光亮、耐磨性好,與基體結合力強、硬度高,高溫下維氏硬度達到1000以上。該技術近年來受到各方的關注,將逐步取代模具電鍍鉻,但是,該技術目前普遍存在鍍層粗糙、不均、麻點等缺陷,嚴重制約其應用發展。

     

     2鍍液配方及工藝流程

     鍍液主要由鎢酸鈉、硫酸鎳和檸檬酸鈉組成,其含量分別為4045gL、2030gL、4050gL。

     工藝流程:

     噴砂→檢查→除油→清洗→電鍍→檢驗

     3鍍層質量缺陷及其原因分析

     常見鎳鎢鍍層質量缺陷是麻點較多,側面及球面的鍍層粗糙有白色顆粒,中央鍍層與側面、角部和R處嚴重不均,甚至角部、R處出現微細裂紋等。

     

     3.1麻點

     麻點是鍍層上的微小白色、黑色點狀缺陷,形狀多樣,有些明顯而規則,易發現,相對好控制;少量的肉眼“看不見”的,只能用儀器檢查。

     

     原因分析:

     

     模具基體的砂眼、氣孔、點蝕、粘附物等不良引起;模具在噴砂時粘附砂粒,或砂質不良,或砂質被雜質、油、異物、塵埃等污染引起;模具在除油時粘附的乳化物、清洗時水中的雜質等;配液時使用的壓縮空氣、純水及其管路、工具及環境中的雜質等污染引起;鍍液、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。

     上述麻點直觀可見,而模具表面的有些薄層粘附物,經分析主要為鍍前污染砂質中的碳類化合物。它牢固,粘附力強逐漸會變成耐酸堿、抗振動的高粘度膠狀物。在除油、清洗時不易去除,一旦疏忽,流入電鍍工序,必然被鍍層覆蓋,肉眼不易發現,也無法彌補。

     3.2鍍層粗糙

     

     原因分析:

     

     鍍液基本組成是硫酸鎳、檸檬酸鈉、鎢酸鈉等,還有鹽類、有機配合物等。試驗發現:模具電鍍的缺陷主要與鍍液中的雜質含量有關?;瘜W藥品的純度不高,鍍液中的異物,鍍液的頻繁使用,使鍍液中金屬雜質Cu、Fe、Cr、Co含量超出了允許范圍等,均可導致鍍層粗糙、麻點增加及白色顆粒。

     3.3鍍層厚度嚴重不均

     中央與側面、角部、R處鍍層嚴重不均,甚至角部、R處出現微細裂紋。

     

      原因分析:

     

     鍍液使用較長時間后,鍍層出現缺陷的幾率增加,側面及球面的白色顆粒,角部、R處的微細裂紋尤為明顯。試驗發現:當鍍液中的雜質Cu、Fe、Cr、Co含量分別顯著增加到20、20、20、50mgl時,電鍍質量明顯下降。

     試驗還發現:電鍍電流的分布情況直接影響鍍層的均勻度。模具的邊緣、角部、R處電流密度明顯比其它部位的高,相應金屬沉積量多,鍍層厚度大。正常情況下,中央與側面、角部、R處的鍍層厚度差為4μm左右。電流分布不均會導致鍍層厚度差達到15μm以上,嚴重時鍍層因為局部金屬沉積量過多而脫落。

     另外,模具的形狀、結構、材料等也影響鍍層的質量。

     4對策

     (1)噴砂前,檢查、消除模具基體的砂眼、氣孔、點蝕、粘附物等。

     (2)噴砂時先檢驗砂質,若有雜質、異物、油污等污染,應立即徹底更換。噴砂后及時清掃模具表面殘存的砂粒及其它粘附物。

     (3)除油前先檢驗除油液表面,若有油狀乳化劑聚集,應及時噴淋沖散;除油后模具表面若有油狀乳化物粘附,必須清洗干凈。

     (4)酸活化時要嚴格控制時間,避免模具過腐蝕;同時,控制好模具下槽深度,防止電極板、連接件等腐蝕。其腐蝕物會污染鍍液,導致電鍍不良

     (5)鍍液配制時化學藥品盡量純度高,并及時分析雜質含量。另外,鍍液要定時分析,過濾,并定期更換

     (6)根據模具結構形狀,科學地設計合理的電流均衡板,可以有效抑制金屬局部沉積過厚,保證鍍層質量

     (7)在保證模具滿足生產工藝的前提下,優化模具設計,特別有利于提高鍍層質量。

     (8)及時補充陽極,修理附件,定期清理鍍槽泥渣,并進行“三廢”綜合治理。

     (9)凈化、保護工作環境,遵守工藝規程,加強操作人員責任心,避免環境、機械雜質進入鍍液。

     

     5結束語

    電鍍鎳鎢合金新技術,有著廣闊的應用前景。但提高電鍍質量,必須從工藝技術、生產管理等方面綜合控制和管理。

     

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