電化學(xué)電鍍在塑料模具中的應(yīng)用簡介

摘要：本文介紹了電化學(xué)電鍍的基本概念及其特點，并簡要地闡述了在塑料模具領(lǐng)域中的應(yīng)用。

　　 20世紀90年代以來，經(jīng)濟復(fù)蘇，并呈現(xiàn)加快增長的勢頭，塑料工業(yè)的生產(chǎn)與銷售也一直呈穩(wěn)定增長的趨勢。據(jù)預(yù)測，2007年塑料需求量將達到2億l千萬噸，2020年達到3億8千萬噸。塑料作為現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)材料之一， 已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，與鋼鐵、木材、水泥成為材料領(lǐng)域的四大支柱。因此，研究和開發(fā)塑料成型技術(shù)具有重大的工程意義。塑料模具是塑料成型加工中重要的裝備之一， 在塑料制品制造過程中起著重要的作用，直接影響著塑料制品的質(zhì)量與性能。隨著塑料模具向小型、精密、多樣化和大型、復(fù)雜、精密化的方向發(fā)展，其制造工藝日趨復(fù)雜、生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)成本高I 。特別是大多數(shù)精密模具要從國外進口，價格*，并且標準配件種類少。若是早期失效，將給企業(yè)造成重大的經(jīng)濟損失。因此極其需要一種方便的方法將金屬補到模具上去，以恢復(fù)模具表面的好方法。

　　在實際應(yīng)用中，有幾種方法可供選擇。使用較早的方法是焊接工藝。焊接粘接性非常好，但是焊接層含有大量的氧化物，而且焊接不可避免要在金屬中產(chǎn)生應(yīng)力，從而導(dǎo)致熱變形或裂縫的形成。較新的工藝是火花噴鍍或等離子加工，這種工藝方法方便快捷，可以在制件表面形成2 5．4mm 厚的金屬、合金、金屬氧化物或者碳化物層。然而，這種工藝設(shè)備價格昂貴，而且沉積層的粘接性一般通常還需要后續(xù)機加工，沉積層通常含有較多的氣孔。zui近幾年出現(xiàn)了一種新型金屬沉積工藝，常用在加工面積l m2左右，沉積層厚度為l“m 到lmm 左右，主要應(yīng)用于需要沉積金屬的場合，這種方法被稱為電化學(xué)電鍍工藝。

　　 1 電化學(xué)電鍍的基本原理及其特點

　　 1．1電化學(xué)電鍍基本原理

　　這種工藝操作簡單，如同電弧焊一樣，陰極導(dǎo)線被夾在模具或機器上。陽極導(dǎo)線與棉紗或滌綸包覆的陽極相連，電源組件被調(diào)到合適的電壓值。陽極墊浸入少量的電解液中，在模具表面上來回移動，直到形成均勻理想的金屬沉積層(如圖1)。為了監(jiān)控金屬層的厚度，電源組還應(yīng)該包含一個電能表，電能表的讀數(shù)與金屬涂膜的厚度成正比。

　　 1．2 電化學(xué)電鍍一般工藝

　　電化學(xué)電鍍一般工藝過程主要包括鍍前預(yù)處理，鍍件電鍍和鍍后處理三大部分，每個部分又包含幾道工序。操作過程中，每道工序完畢后需立即將鍍件沖洗干凈。

　　 (1)鍍前預(yù)處理

　　 ①表面整修：待鍍件的表面必須平滑，常用沙布、金相沙紙打磨。

　　 ②表面清理：采用化學(xué)及機械的方法對鍍件表面的油污， 銹斑等進行清理。

　　 ③ 電凈處理：電凈處理就是電解脫脂。刷鍍中對任何基體金屬都用同一種脫脂溶液，只是不同的基體金屬所要求的電壓和脫脂時間不一樣。電凈后的表面無油跡，對水潤浸良好和不掛水珠。

　　 ④活化處理：用以去除鍍件在脫脂后可能形成的氧化膜并使鍍件表面受到輕微刻蝕而呈現(xiàn)金屬的結(jié)晶組織，確保金屬離子能在新鮮的基體表面上還原并與基體牢固結(jié)合，形成強度良好的鍍層。

　　 (2)鍍件電鍍

　　 ① 電鍍打底層：由于鍍層在不同金屬上結(jié)合強度不同，有些電鍍層不能沉積在鋼鐵上，故針對一些特殊鍍種要先電鍍一層打底層作為過渡，厚度一般為(0．00l～0．01)m m 。

　　 ②電鍍工作鍍層：工作鍍層是表面的zui終電鍍層，其作用是滿足表面的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能等特殊要求。根據(jù)鍍層性能的需要來選擇合適的zui終溶液，例如用于耐磨的表面，工作鍍層可選用鎳，鎳一鎢合金等。對于耐腐蝕的表面，工作表面可選用鎳、鋅等。鍍鎳是模具修復(fù)中zui常見的一種，它的鍍液見表l。

　　 (3)鍍后處理

　　電鍍完畢要立即進行鍍后處理，清除鍍件邊緣殘積物。

　　 1．3 電化學(xué)電鍍特點 。

　　 (1)設(shè)備特點：設(shè)備體積小、重量輕，便于攜帶，從而可以現(xiàn)場或者野外作業(yè)。

　　 (2)鍍液特點：鍍液大多數(shù)是金屬有機絡(luò)合物水溶液，在水中有相當大的溶解度，并且具有良好的穩(wěn)定性?？稍谳^寬的電流密度和溫度范圍內(nèi)使用。它具有不燃、不爆、無毒性、腐蝕小，對環(huán)境污染小，便于操作與安全。

　　 (3)工藝特點 工藝靈活、沉積速度快、鍍層種類多、結(jié)合強度高。