电铸的工艺流程是什么

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资源描述

1电铸的工艺流程是什么对不同芯模进行电铸的工艺流程如下:金属芯模脱脂一弱浸蚀一制备分离层(用于多次使用的芯模)一镀裹紧层一镀裹紧层一电铸一机加工一加固一脱模一热处理(用于内应力大和需提高塑性的电铸层)。非金属芯模涂防水层(用于易吸水的材料)一脱脂一镀导电层-镀裹紧层电铸一机加工一加固一脱模一热处理(用于内应力大和需提高塑性的电铸层)。什么是电铸工艺?它有什么特点?电铸是在芯模表面电沉积金属,然后使两者分离来制取零件的工艺。其基本原理与电镀相同,其区别在于电镀层要与基材牢固结合,而电铸层要与基材(芯模)分离;电镀层的厚度一般只有几微米到几十微米,而电铸层有零点几毫米到几毫米。作为一种金属成型加工的工艺,电铸具有下述优点:1)能准确的复制出芯模的表面形貌。如用电铸镍制造压制唱片或光盘的压膜。2)可将难以甚至不能进行的内型面加工转变为容易进行的外型面加工,从而可大大提高加工零件的精度。如电铸生产特殊型面的波导管、气切割嘴、塑料注射成型模具型腔。3)容易得到由不同金属或金属与非金属组合的多层结构件。如在芯模上电沉积薄的金、银、铜层后再缠绕碳纤维.环氧复合材料来制作轻型波导。4)可电铸连接某些不能或不便于焊接的材料。这是电铸加工的一种延伸。如可电铸连接不锈钢一铝(或钛、铍)接头。5)对电铸零件的尺寸原则上没有限制。如可电铸长达5m、电铸层约lOmm的风洞喷管内壁,在不锈钢芯模上电铸出连续的、厚度约10μm的镍箔。电铸的主要缺点是:21)在复杂型面的芯模表面难以得到厚度均匀的电铸层。但可用对其表面进行机加工的方式予以补偿。2)由于电铸层对芯模表面的复制性好,使其表面上的划伤等缺陷也会复制到电铸产品上。3)生产周期长(薄壁件除外)。一般沉积速度为:铜0.04~0.2mm/h、镍0.02~0.1mm/h、铁0.02~0.15mm/h。原则上,凡能电沉积的金属或合金均可用于电铸,但从其性能、成本和工艺上考虑,尚有铜、镍、铁、镍钴合金等少数几种有实用价值。目前在工业中广泛应用的只有铜和镍。设计电铸芯模时应遵循哪些原则?应根据电铸零件的形状、尺寸精度与表面粗糙度、生产量等因素来设计芯模。设计时应注意如下几点:1)对于多次使用的芯模应有1。~300的锥度,以便于脱模。如电铸的零件不允许有锥度,则应选用与电铸金属膨胀系数相差大的材料制造芯模,电铸后用加热或冷冻的方式进行脱模。如电铸零件精度要求低时,可采用在芯模表面镀(涂)覆一层易熔金属或蜡制剂的办法。2)即使对电铸零件的表面粗糙度没有要求,对于多次使用的芯模,其表面粗糙度R。值也不应大于0.8μm,才能顺利脱模。3)芯模的端头应有5mm以上的余量,以便电铸后将端头的结瘤、毛刺等不良电铸层切去。4)芯模的一端应有10mm以上的不电铸表面,作为电铸后机加工的夹持部位和基准面。5)芯模内、外表面的棱角尽量使用大的过渡圆弧半径,内角的半径至少要等于电铸层的厚度,以使电铸层比较均匀。6)内角的角度应尽量大,当无法大于1500时,应安装内阳极进行电铸。7)形状复杂的电铸零件为便于脱模,可制成组合式芯模。3电铸后怎样处理?零件电铸完毕后,根据产品的要求,往往需要进行如下处理。(1)机加工除了薄电铸层外,电铸层的外表面一般都比较粗糙,两端和棱边、锐角处有结瘤和树枝状结晶,因此需按零件图样的要求进行必要的机加工。(2)脱模对于多次使用的芯模常采用机械的方式脱模。当不易脱模时,可根据芯模与电铸层膨胀系数的不同进行加热或冷冻处理,使它们之间产生微小的间隙后再作机械脱模。对于一次性使用的芯模,要依芯模材料的不同而采取相应的脱模方法。如铝合金芯模可以在60~90℃的含氢氧化钠200~300g/L的溶液中浸蚀溶解脱模0对于含铜的铝合金宜采用含氢氧化钠50g/L、酒石酸钾钠lg/L、乙二胺四乙酸二钠0.4g/L、葡萄糖l.5g/L的溶液。铝芯模溶解完以后再在合适的溶液中去除残渣。如电铸镍可用三份硫酸加一份硝酸(体积比)的溶液于室温下进行。对于低熔合金芯模,在烘箱和甘油之类的液体中加热(注意:液体的闪点要比加热的温度高许多)将其熔化退除。残留在电铸件上的低熔合金,按手册中所介绍的镍(或铜、铁)基体上锡、铅或铅锡合金镀层的退除方法,将其退除。对于蜡制剂芯模可在烘箱中将其熔化退除后,再在合适的溶剂或清洗剂中进行清洗。(3)热处理为消除电铸镍层的内应力一般在200~300℃下加热1~2h,为提高电铸层的塑性再在合适的温度下进行退火处理,为提高电铸铁层的硬度可进行渗碳或渗氮。(4)电镀如为提高电铸层表面的硬度而进行镀铬或化学镀镍;为提高电铸铜层的抗蚀性而又保持其导电性而进行镀银、镀金;为提高电铸铁层的抗蚀性而进行镀镍。有时也可采取在电铸前先在芯模上电镀这些镀层而后进行电铸的方式。电铸镍钴合金的工艺规范及其性能是什么?4为提高电铸镍层的硬度,常向溶液中加入有机添加剂,若用钴盐代替有机添加剂来获得硬度较高的镍钴合金层,则具有溶液无有机分解产物、溶液中钴含量易于分析控制、电铸层无硫脆性的优点。它比电铸镍层有更高的硬度和热稳定性,更适于塑料注射成型模具型腔的电铸。电铸镍钴合金最适宜的是氨基磺酸盐溶液,其所得合金层的内应力较低。合金层的硬度以含钴(质量分数)35%~40%时最高。不同钴含量合金层的内应力和硬度见下表。从性能上综合考虑,合金层的钴含量以不超过20%为宜。镇钴合金层的内应力和硬度钴含量(质量分数)(%)07.020.531.550.5内应力/MPa33090110140显微硬度HV220414442465436电铸镍钴合金的典型工艺规范如下:溶液成分氨基磺酸镍[Ni(NH2S03)2·4H20]430~440g/L;氨基磺酸钴[Co(NH2S03)2·4H20]26~27g/L;氯化镍(NiCl2·6H20)2~4g/L;硼酸(H3B03)30—40g/L;十二烷基硫酸钠(C12H25S04Na)0.5~lg/L:糖精(C6H5COS2NH2)0.1g/L;溶液温度55~60℃pH3.5~3.8:电流密度5A/dm2。所得合金层的钴含量约为20%。5工艺规范对合金层钴含量的影响是,溶液中钴盐含量的增加使钴含量显著升高;pH值和电流密度的上升,温度的降低均使钴含量有所上升,但其影响钴盐含量的影响小得多。电铸时可采用镍、钴分体阳极并分别供电,钴阳极通电电流的百分数与金层中钴含量的百分数相当。这样可得到钴含量稳定的金属。无钴阳极时,溶液中的钴盐可采取定期分析补加的方式进行补充。电铸镍的工艺规范及性能是什么?各有何特点?电铸镍常用硫酸盐、氨基磺酸盐.氯化物电铸溶液。它们的电铸工艺规范、所得镍层的性能及其工艺特点见下表。电铸镍的工艺规范、镍层性能及工艺特点工艺和性能溶液类型硫酸盐氨基磺酸盐硫酸盐.氯化物工艺规范溶液成分/(g/L)硫酸镍225~300氨基磺酸镍300~450硫酸镍150~200氯化镍35~50氯化镍5~25氯化镍150~200硼酸35~45硼酸30~45硼酸30~45pH3.5~4,53.5~4.53.5~4.5温度,℃40~6530~6040~60电流密度/(A/dm2)3~10l~302~5搅拌方式空气或机械空气或机械空气或机械镍层性能抗拉强度IMPa345~485415~620580伸长率(%)15~2510~2515张应力,MP812~1850~55350显微硬度HV130~200170~230工艺和性能溶液类型硫酸盐氨基磺酸盐硫酸盐.氯化物6工艺特点溶液易维护,成本较低。镍层强度较低,塑性好,内应力中等,易产生结瘤与麻坑成本较高,溶液温度高于70℃、pH3时会水解。阳极钝化时,会使氨基磺酸根分解,使镍层含有硫。电铸速度快,镍层强度较高,内应力小,易产生结瘤与麻坑溶液电导率高,电流效率近100%,对杂质比较敏感。镍层强度较高,内应力大,不易产生结瘤与麻坑不论选用何种电铸溶液,为获得良好的镍层和防阳极钝化,必须慎重选用镍阳极。这一点在含氯化物少的氨基磺酸盐溶液中特别重要。一般都选用电解镍块或含硫去极化镍块(S镍)放入钛阳极筐中使用。电解镍纯度很高,使用时带入杂质很少,价格便宜。缺点是溶解性能不良,当溶液中氯化物含量低时,表面容易钝化。对其进行高温退火可大大改善其阳极溶解性能。S镍中含硫(质量分数)0.01%~0.04%,其主要优点是活性高,可在高电流密度下使用。缺点是在使用镍块中的硫会产生硫化物残渣,应防止其污染电铸溶液。

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