模具電鍍加工的流程通常包括預處理、電鍍、后處理三大核心環節,每個步驟的精細操作直接影響鍍層質量和模具性能。以下是詳細流程及關鍵要點:
一、預處理(決定鍍層附著力的關鍵)
預處理的目標是去除模具表面的污染物,形成清潔、粗糙(或活化)的表面,確保鍍層與基材牢固結合。
除油
方法:
化學除油:使用氫氧化鈉、碳酸鈉等堿性溶液,通過皂化反應去除動植物油,或用表面活性劑乳化去除礦物油。
超聲波除油:利用高頻振動加速油污脫離,適合復雜結構模具。
有機溶劑除油:用酒精、丙酮等溶解油脂,適用于精密模具。
標準:表面無油膜,水膜連續(即 “水斷試驗” 合格)。
除銹 / 拋光
機械拋光:用砂紙、研磨膏去除氧化皮、銹跡,使表面粗糙度達到 Ra≤1.6μm(根據鍍層要求調整,如鏡面鍍層需 Ra≤0.05μm)。
電解拋光:模具作為陽極,通過電化學溶解整平微觀凸起,適用于不銹鋼等難拋光材料。
噴砂處理:用氧化鋁砂粒噴射粗糙表面,增強鍍層機械咬合(如鋁合金模具鍍鎳前)。
活化(酸洗)
用稀鹽酸、硫酸或專用活化液(如氰化物溶液,需謹慎操作)輕度腐蝕表面,露出新鮮金屬基體。
示例:鋼鐵模具鍍鎳前,用 5% 鹽酸活化 30 秒,去除鈍化膜并產生微觀孔隙,提升結合力。
二、電鍍(核心工藝,決定鍍層性能)
根據鍍層材料選擇電解液配方和工藝參數,常見電鍍類型包括:
鍍硬鉻(提高耐磨性)
電解液:鉻酐(CrO?)+ 硫酸(H?SO?),濃度約 250-400 g/L。
工藝條件:
溫度:50-60℃(需恒溫控制);
電流密度:50-100 A/dm2(高電流密度加速沉積);
時間:根據厚度需求(如 20μm 鍍層需約 2 小時)。
特點:鍍層硬度高,但需注意六價鉻的環保處理。
鍍鎳(耐腐蝕與裝飾性)
電解液:硫酸鎳(NiSO?)+ 氯化鎳(NiCl?)+ 硼酸(H?BO?),呈酸性。
工藝條件:
溫度:45-60℃;
電流密度:2-10 A/dm2;
添加劑:含硫化合物(如糖精)可細化晶粒,提高硬度。
3. 化學鍍鎳磷合金(無電沉積,均勻性好)
無需通電,利用還原劑(如次磷酸鈉)使鎳離子在催化表面自沉積,形成非晶態鍍層。
工藝條件:
pH 值:4.5-5.5(用氨水調節);
溫度:85-95℃;
磷含量:6%-12%(高磷鍍層耐腐蝕性更佳)。
關鍵控制項:
陽極選擇:鍍鎳用純鎳板,鍍鉻用鉛錫合金陽極,避免雜質污染電解液。
攪拌與過濾:通過空氣攪拌或泵循環使電解液均勻,定期過濾去除金屬雜質(如 Fe2?)和固體顆粒。
掛具設計:確保模具導電良好,復雜件需用象形陽極(如仿形鉛塊)保證鍍層均勻。
三、后處理(提升鍍層實用性與安全性)
清洗與烘干
用流動水徹底沖洗表面殘留電解液,防止腐蝕;
低溫烘干(如 60-80℃),避免高溫導致模具變形或鍍層氧化(如鍍銀件需真空烘干)。
鍍層檢測
厚度:用庫侖法、X 射線熒光測厚儀檢測(如硬鉻層厚度需≥10μm);
結合力:劃格法(劃刻鍍層觀察是否脫落)或熱震試驗(加熱后驟冷);
硬度:顯微維氏硬度計測量(如鎳磷合金鍍層硬度 HV 500-1000)。
精修與拋光
對鍍層進行研磨、拋光,達到精度要求(如注塑模鏡面粗糙度 Ra≤0.01μm);
復雜型面可采用電解拋光或超聲波拋光,避免機械損傷。
后處理工藝(可選)
鈍化:鍍鋅、鍍鎘后用鉻酸鹽或無鉻鈍化劑處理,形成保護膜;
擴散處理:鍍后加熱(如鍍鎳層在 400℃下擴散退火),提高結合力;
封閉處理:鍍多孔性鍍層(如鍍銀)后浸涂有機涂料,防止腐蝕。