今天分享一篇電鍍工藝在冷沖壓模具中的應(yīng)用，作者/王朋、姜長(zhǎng)富·一汽-大眾汽車(chē)有限公司成都分公司，版權(quán)歸原作者所有，希望給大家?guī)?lái)一些啟發(fā)。

沖壓成形是目前汽車(chē)工業(yè)中薄板加工的重要方式，尤其是隨著汽車(chē)工業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展，對(duì)于高速?zèng)_壓模具的需求也是越來(lái)越多。為了滿(mǎn)足模具高速生產(chǎn)的要求，對(duì)模具的表面也相應(yīng)提出耐磨、耐腐蝕、高硬度等需求。由此也發(fā)展出了不同的模具表面處理技術(shù)，用以改善模具的表面性能。

汽車(chē)?yán)錄_壓模具的表面處理方式有很多，模具的鑲塊和凸凹模型面也有不同的處理方式，目前應(yīng)用比較廣泛的表面處理方式主要有鍍鉻、離子氮化、PVD、CVD、TD、PPD、感應(yīng)激光表面淬火等技術(shù)。本文主要介紹鍍鉻在冷沖壓模具中的應(yīng)用、在鍍鉻過(guò)程中的注意事項(xiàng)，以及模具鍍鉻過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和處理過(guò)程，給實(shí)際鍍鉻提供指導(dǎo)，確保鍍鉻后模具表面性能能夠達(dá)到預(yù)期效果。并列舉一汽-大眾某車(chē)型模具在鍍鉻過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決方案，希望可以給大家提供參考。

模具鍍鉻原理

模具電鍍?cè)斫榻B

模具鍍鉻就是利用電解原理在模具表面生成一層金屬鉻的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。鍍鉻過(guò)程中模具接電源負(fù)極，按照模具表面形狀加工制作的仿形陽(yáng)極接電源正極，模具和仿形陽(yáng)極之間保持一定的距離，并全部浸入到電解液中。接通電源后，模具和仿形陽(yáng)極之間發(fā)生一系列復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)，電解液中的六價(jià)鉻離子在模具表面被還原成金屬鉻，形成鍍鉻層，同時(shí)釋放出氫氣和氧氣(圖1）。

圖1 模具鍍鉻原理

模具鍍鉻層的幾種特性

⑴硬度：在正常鍍鉻工藝條件下，模具鍍鉻層硬度可以達(dá)到55～65HRC。

⑵厚度：一般來(lái)說(shuō)，電鍍以后模具平面處鍍層厚度在5～15μm 左右，模具R 角處鍍層厚度在20 ～35μm 左右，模具R 角的鍍鉻層厚度大約是平面鍍鉻層厚度的2～3 倍，并且R 越小厚度會(huì)越厚。

⑶粗糙度：模具鍍鉻層拋光后，平面的表面粗糙度為Ra2 ～Ra3μm，R 角的表面粗糙度為Ra0.5 ～Ra1μm。

⑷耐磨性：鉻鍍層的摩擦系數(shù)很低，特別是干摩擦系數(shù)在所有金屬中是[敏感詞]的，因此，鉻鍍層具有很好的耐磨性。

⑸可重復(fù)性：模具鍍鉻的次數(shù)一般沒(méi)有限制，如果鍍鉻層發(fā)生磨損，只需將原有鍍層清除后，重新鍍鉻即可。

模具鍍鉻工藝流程

⑴模具清洗。

⑵針對(duì)原有電鍍層進(jìn)行剝離處理(針對(duì)非首次電鍍的模具）。

⑶模具電鍍前的打磨拋光工作——關(guān)鍵工序。

⑷模具仿形陽(yáng)極的制作——關(guān)鍵工序。

⑸放電鍍液，并開(kāi)始通電鍍鉻。

⑹模具再次清洗。

⑺模具電鍍后的打磨和拋光工作——關(guān)鍵工序。

⑻電鍍后的質(zhì)量檢測(cè)(主要檢查電鍍后模具各區(qū)域的鍍層厚度是否滿(mǎn)足要求）。

⑼模具防銹處理和包裝。

模具鍍鉻工藝流程圖見(jiàn)圖2。

圖2 模具鍍鉻工藝流程圖

模具拋光(電鍍前/后)

⑴針對(duì)模具局部有棱角、不光順的位置使用合金銼刀、細(xì)油石等工具進(jìn)行光順，使之光順圓滑。

⑵針對(duì)凸、凹模R 角位置，需要重點(diǎn)進(jìn)行拋光處理(選用2000#以上的砂紙，拋光時(shí)必須要順著板料流動(dòng)方向），最終凸、凹模R 角位置表面粗糙度保證在Ra0.4μm 以?xún)?nèi)(圖3）。

圖3 模具R 角拋光方式

⑶針對(duì)凸、凹模其他表面粗糙度不達(dá)標(biāo)的位置，重新進(jìn)行打磨拋光(選用1500#砂紙進(jìn)行），表面粗糙度保證在Ra0.8μm 以?xún)?nèi)。

仿形陽(yáng)極制作

⑴模具吊入陰極架內(nèi)放置，調(diào)整好位置。

⑵制作主陽(yáng)極和輔助陽(yáng)極——關(guān)鍵工序。

⑶掛主陽(yáng)極和輔助陽(yáng)極，并且控制好陽(yáng)極與模具之間的距離。外R 角處：與模具間距45 ～50mm；平面位置：25～30mm；內(nèi)R 角處：需要單獨(dú)制作輔助陽(yáng)極，與模具間距在10～20mm(圖4）——關(guān)鍵工序。

圖4 陽(yáng)極與模具各處位置的距離

⑷進(jìn)入電鍍槽內(nèi)，并且再次確認(rèn)各處主陽(yáng)極和輔助陽(yáng)極與模具之間的距離——關(guān)鍵工序。

⑸試通電檢查確認(rèn)各處陽(yáng)極是否正常。

⑹注入電鍍液。

⑺通電開(kāi)始電鍍。

仿形陽(yáng)極制作過(guò)程圖見(jiàn)圖5。

圖5 仿形陽(yáng)極制作過(guò)程

模具非首次電鍍注意事項(xiàng)

鍍層剝離浸泡酸洗注意事項(xiàng)

對(duì)于二次以上電鍍模具，油脂灰塵清洗干凈。在鍍層剝離過(guò)程中，依據(jù)原有鍍層厚度和模具表面狀態(tài)確定剝離時(shí)間。

剝離槽溫度一直保持恒定(22℃左右），鍍層在15～20μm，模具表面關(guān)鍵部位無(wú)缺陷情況，剝離時(shí)間一般在30min 左右，同時(shí)在20min 后每5min 需檢查剝離情況，保證剝離結(jié)束[敏感詞]時(shí)間將模具吊出，減少腐蝕程度；如模具表面有砂眼、焊接縫，按照以上步驟進(jìn)行時(shí)，15min 后每5min 檢查一次剝離情況。

如鍍層在7～15μm，模具表面無(wú)缺陷，剝離時(shí)間在20min 左右，10min 后每5min 檢查一次剝離狀態(tài)；如模具有砂眼、焊縫等按上一步驟進(jìn)行的同時(shí)，10min 后每3min 檢查一下比例情況。宗旨就是在原有鍍層完全剝離后，及時(shí)將模具吊離剝離槽，進(jìn)行酸堿中和處理。

鍍層剝離浸泡酸洗原理和過(guò)程

剝離的過(guò)程(圖6）分兩個(gè)階段。[敏感詞]階段：金屬鉻與鹽酸反應(yīng)階段；第二階段：金屬鐵與鹽酸的反應(yīng)。其中第二階段是我們需要阻止的反應(yīng)過(guò)程，緩蝕劑就起到這個(gè)作用。

圖6 鍍層剝離浸泡酸洗原理和過(guò)程

電鍍過(guò)程問(wèn)題處理

模具排氣孔內(nèi)殘留的電鍍液?jiǎn)栴}

電鍍前，模具氣孔全部用石棉塞堵起，避免退鍍液、電鍍液、清洗劑和水進(jìn)入氣孔(圖7）。電鍍后，必須將模具翻轉(zhuǎn)倒置于馬鐙上，如有液體進(jìn)入會(huì)沿氣孔流出。同時(shí)，用壓縮空氣管吹氣孔，每個(gè)氣孔吹3 次以上。遇到有殘留液體的氣孔，直至徹底清理干凈為止，尤其對(duì)于上下不通的死氣孔。針對(duì)二次電鍍模具，需增加退鍍以后的酸堿中和時(shí)間(從原來(lái)的20 分鐘增至40 分鐘）。

圖7 模具表面殘留的電鍍液

模具砂眼、裂紋問(wèn)題

針對(duì)模具表面成形區(qū)域以及凸、凹模R 角位置，如有明顯的砂眼以及裂紋(圖8），需要重新進(jìn)行補(bǔ)焊修復(fù)后方能進(jìn)行電鍍。

圖8 模具表面砂眼、裂紋

模具焊接使用焊條

焊接時(shí)選用的焊條，需要結(jié)合模具基體材料選擇含鎳量小于20%的焊條或焊絲，否則焊接部位無(wú)法鍍鉻，后續(xù)生產(chǎn)時(shí)周邊也很容易出現(xiàn)脫鍍問(wèn)題。

綜合之前幾次焊條(焊絲）鍍鉻試驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行匯總，得出表1 的模具電鍍焊條選擇規(guī)范。

表1 模具電鍍焊條選擇規(guī)范

以上便是關(guān)于電鍍工藝在冷沖壓模具中的應(yīng)用，通過(guò)介紹鍍鉻在冷沖壓模具中的應(yīng)用、在鍍鉻過(guò)程中的注意事項(xiàng)，以及模具鍍鉻過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和處理過(guò)程，給實(shí)際鍍鉻提供指導(dǎo)等方面進(jìn)行解說(shuō)，同時(shí)列舉大眾某車(chē)型模具的案例，希望可以給大家提供參考。

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