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运用电刷镀技术修复失效模具

时间:2018-09-06 09:00    来源:未知     浏览次数:     
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
 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
    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
    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。
 
    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。
    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。
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。
    (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。
2.2 刷镀后的检验和修整
    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,可利用以下经验公式:
 
    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。
    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。
3 刷镀后的分析
    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。






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