运用电刷镀技术修复失效模具

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运用电刷镀技术修复失效模具
模具在现代工业中具有极其重要的作用，它的质量直接决定产品的质量。提高模具的使用寿命和精度，缩短模具的制造周期，是许多企业急需解决的技术问题，但在模具使用过程中经常会出现塌角、变形、磨损、甚至折断等失效形式。因此，对模具的修复也是必要的。修复模具的方法很多，如电火花工艺、堆焊技术等等，就目前许多大企业在实际现场操作中，最经济、最现实可行的方法是采用电刷镀技术修复模具了。电刷镀技术在我国研究开发、应用推广已有20多年历史，这一新技术解决了许多国家重点工程中的维修等关健问题，创造了很大的经济效益，也广泛应用于模具修复中。电刷镀的设备简单，工艺灵活、修复费用一般只占成本的0.5％~2％，而且一些大型模具型腔局部修复后表面的耐磨性、硬度、表面粗糙度等方面都能达到原来的性能指标，因此，起到表面强化的目的。
    1   电刷镀技术的基本原理
& u% W1 U  }1 P    电刷镀技术需采用专用的直流电源设备，电源的正极接镀笔，作为刷镀叫的阳极；电源的负极接工件，作为刷镀时的阴极。镀笔通常采用高纯度细石墨块作阳极材料，石墨块外面包裹一层棉花和耐磨的涤棉套。刷镀时使浸满镀液的镀笔以一定的相对运动速度在工件表面上移动，并保持适当的压力。在镀笔与工件接触的部位，镀液中的金属离子在电场的作用下扩散到工件表面，并在左面获得电子被还雄成金属原子，沉积结晶形成镀层，随着刷镀时间的增长，镀层增厚，从而达到镀覆及修复的目的。电刷镀的设备主要包括电源装置、镀笔与阳极以及各种辅助材料。电刷镀工作原理图如图1所示。
    2   节能刷镀技术修复模具的应用实例
9 j* }; n5 h! b/ T  k; h, `8 V    图2是某汽车制造厂某车型中立柱外板拉伸件示意图，该件产品采用组合模具，拉伸成形，凹模用镶拼结构，模具材料为T10A钢，单面磨损大，且有刃崩现象发生。如果出现了这样的情况，成形的制件尺寸达不到要求，且表面有拉裂的现象，为了恢复模具尺寸且对刃口表面强化，该厂家采用了电刷镀技术修复。
' P4 i' {$ l9 V    刷镀前对凸、凹模进行表面清理，由于模具使用时间长， 凹模型腔内、凸模工作部分都有一定的油污及一些灰尘，所以，此表面清理过程包括镀面表面加工、表面脱脂及表面除锈3部分，具体做法是：
   (1)细砂布打磨掉凸模表面及凹模型腔的氧化层后，再用有机溶剂(丙酮)擦拭，表面进行除油，用胶带保护好镀覆面的相临面，使其免受腐蚀和损坏。
   (2)凸、凹模修复面分别进行电净液脱脂，以除去修复面的油污。常用的电净液无色透明，碱性，pH值=12~13，手模有滑感。这时模具工作零件接负极，镀笔按正极(正接)，工作电压保持10-14V，镀笔与工件相对运动速度为4~8m/min，同时电净时间尽量短，约为8~10s，电净后，用清水彻底清洗模具表面，操作人员要尽量让模具工作零件表面上水珠均匀摊开。
   (3)活化处理。先用2#活化液活化，对修复表面进行活化处理，以除去修复表面的氧化层和疲劳层，此活化液无色透明，酸性，pH值=0.6~0.8。具体的操作工艺为：模具工作零件接正极，镀笔接负极(反接)，工作电压10~14V，镀笔于工件相对运动速度为6~8m／min，活化时间应根据模具工作零件镀画大小而定，一个部位接触时间为30-60s，操作人员观察到模具修复表面呈均匀的黑灰色即可，然后用清水彻底清洗。
) e7 o% _" d  r+ {* F% Y) \9 @+ n" a    后用3#活化液除去修复表面的碳黑，此活化液显浅兰色透明、酸性，pH值=4.5~5.5。修复零件接正极，镀笔接负极(反接)，工作电压17~20V，镀笔与工件相对运动速度为lO~15m/mln，在一个修复面接触时间为30~60s，观察到修复表面呈均匀的银灰色为止，再用清水冲洗一次
; {* h- w) E3 r' k# |# A  k+ ]& f; w    2.1   刷镀修复尺寸
   (1)刷镀特殊Ni过渡层。此溶液早深绿色，pH值=0.9~1，有较强烈的醋酸味。操作工艺是：修复零件接负极，先用镀笔蘸满特殊镍液进行无电擦拭修复表面约5s，在修复表面预布一层特殊镍金属粒子后，再在18V电压下擦拭5s，然后转到工作电压为15V下施镀，镀笔与工件相对运动速度为10~15m/min，镀层厚度约为3μm，修复表面呈淡黄色，用清水冲洗干净，去掉表面的残留镀液。
6 Z+ T. p! E4 e3 V   (2)刷镀Ni-W合金工作层。镍钨合金溶液呈深绿色、酸性，pH值=1.8~2，有轻度醋酸气味。操作工艺为：修复零件接负极，无电擦拭5s，然后在工作电压为10~15V下施镀，镀笔与工件相对运动速度为10-20m/min,刷镀到修复后的尺寸。
% \* T" h# _: U* L' o/ H9 f    2.2   刷镀后的检验和修整
5 Z0 \# ?8 d( Q    由于该模具修复表面的尺寸测量较困难，无法用常规工、量具测量它的实际厚度，只有利用镀覆时间的长短来控制镀层厚度，计算出镀覆所需时间，可利用经验公式如上：
, x* C8 V& ^% a/ ^! H7 i% z    要使镀层厚度的尺寸比较准确，必须考虑电源输出电流与镀液的耗电系数的误差，可适当增加刷镀时间来保证镀层尺寸。
) h! X3 D1 a9 T: L5 Y    刷镀完毕后，让技术人员对镀层进行质量检查，方法是：用清水冲净镀覆表面的残留镀液，擦净修复表面的水渍，用风机吹干镀层表面，观察镀层表面有无裂纹和起皮。
     镀后修整也是必要的工作，用油石和细砂布打磨镀层表面，使其达到要求的表面粗糙度，试模后直到尺寸合格为止，最后进行抛光处理，使摸具完全符合要求
0 X" a8 H0 l9 `+ R8 u% i& z    3    刷镀后的分析
1 y) N; `) i, D/ E' R: [& X    上述是电刷镀技术在修复模具中的应用实例，因局部修复即节省了镀液、又达到了修复的目的。修复后的模具具有优良的镀层，它降低了模具表而粗糙度值和磨损系数，提高了抗氧化能力，使该模具的寿命从原来的3000件提高到5000件左右，寿命提高80％。经厂家实践生产后，经济效益显著。