超硬材料網

　　摘要:從電刷鍍技術在工程中的應用實例出發,簡述了電刷鍍技術的基本原理和實際應用的操作工藝,從而提出了在生產現場中應用電刷鍍技術修復大型棋具的意義和前景?
　　
　　關鍵詞:電刷鍍技術 模具 修復
　　
　　模具在現代工業中具有極其重要的作用,它的質量直接決定產品的質量?提高模具的使用壽命和精度,縮短模具的制造周期,是許多企業急需解決的技術問題,但在模具使用過程中經常會出現塌角?變形?磨損?甚至折斷等失效形式?因此,對模具的修復也是必要的?修復模具的方法很多,如電火花工藝?堆焊技術等等,就目前許多大企業在實際現場操作中,最經濟?最現實可行的方法是采用電刷鍍技術修復模具了?電刷鍍技術在我國研究開發?應用推廣已有20多年歷史,這一新技術解決了許多國家重點工程中的維修等關健問題,創造了很大的經濟效益,也廣泛應用于模具修復中?電刷鍍的設備簡單,工藝靈活?修復費用一般只占成本的0.5%~2%,而且一些大型模具型腔局部修復后表面的耐磨性?硬度?表面粗糙度等方面都能達到原來的性能指標,因此,起到表面強化的目的?
　　
　　1 電刷鍍技術的基本原理
　　
　　電刷鍍技術需采用專用的直流電源設備,電源的正極接鍍筆,作為刷鍍叫的陽極;電源的負極接工件,作為刷鍍時的陰極?鍍筆通常采用高純度細石墨塊作陽極材料,石墨塊外面包裹一層棉花和耐磨的滌棉套?刷鍍時使浸滿鍍液的鍍筆以一定的相對運動速度在工件表面上移動,并保持適當的壓力?在鍍筆與工件接觸的部位,鍍液中的金屬離子在電場的作用下擴散到工件表面,并在左面獲得電子被還雄成金屬原子,沉積結晶形成鍍層,隨著刷鍍時間的增長,鍍層增厚,從而達到鍍覆及修復的目的?電刷鍍的設備主要包括電源裝置?鍍筆與陽極以及各種輔助材料?電刷鍍工作原理圖如圖1所示?
　　
　　2 節能刷鍍技術修復模具的應用實例
　　
　　圖2是某汽車制造廠某車型中立柱外板拉伸件示意圖,該件產品采用組合模具,拉伸成形,凹模用鑲拼結構,模具材料為T10A鋼,單面磨損大,且有刃崩現象發生?如果出現了這樣的情況,成形的制件尺寸達不到要求,且表面有拉裂的現象,為了恢復模具尺寸且對刃口表面強化,該廠家采用了電刷鍍技術修復?
　　
　　刷鍍前對凸?凹模進行表面清理,由于模具使用時間長, 凹模型腔內?凸模工作部分都有一定的油污及一些灰塵,所以,此表面清理過程包括鍍面表面加工?表面脫脂及表面除銹3部分,具體做法是:
　　
　　(1)細砂布打磨掉凸模表面及凹模型腔的氧化層后,再用有機溶劑(丙酮)擦拭,表面進行除油,用膠帶保護好鍍覆面的相臨面,使其免受腐蝕和損壞?
　　
　　(2)凸?凹模修復面分別進行電凈液脫脂,以除去修復面的油污?常用的電凈液無色透明,堿性,pH值=12~13,手模有滑感?這時模具工作零件接負極,鍍筆按正極(正接),工作電壓保持10-14V,鍍筆與工件相對運動速度為4~8m/min,同時電凈時間盡量短,約為8~10s,電凈后,用清水徹底清洗模具表面,操作人員要盡量讓模具工作零件表面上水珠均勻攤開?
　　
　　(3)活化處理?先用2#活化液活化,對修復表面進行活化處理,以除去修復表面的氧化層和疲勞層,此活化液無色透明,酸性,pH值=0.6~0.8?具體的操作工藝為:模具工作零件接正極,鍍筆接負極(反接),工作電壓10~14V,鍍筆于工件相對運動速度為6~8m/min,活化時間應根據模具工作零件鍍畫大小而定,一個部位接觸時間為30-60s,操作人員觀察到模具修復表面呈均勻的黑灰色即可,然后用清水徹底清洗?
　　
　　
　　
　　后用3#活化液除去修復表面的碳黑,此活化液顯淺蘭色透明?酸性,pH值=4.5~5.5?修復零件接正極,鍍筆接負極(反接),工作電壓17~20V,鍍筆與工件相對運動速度為lO~15m/mln,在一個修復面接觸時間為30~60s,觀察到修復表面呈均勻的銀灰色為止,再用清水沖洗一次?
　　
　　2.1 刷鍍修復尺寸
　　
　　(1)刷鍍特殊Ni過渡層?此溶液早深綠色,pH值=0.9~1,有較強烈的醋酸味?操作工藝是:修復零件接負極,先用鍍筆蘸滿特殊鎳液進行無電擦拭修復表面約5s,在修復表面預布一層特殊鎳金屬粒子后,再在18V電壓下擦拭5s,然后轉到工作電壓為15V下施鍍,鍍筆與工件相對運動速度為10~15m/min,鍍層厚度約為3μm,修復表面呈淡黃色,用清水沖洗干凈,去掉表面的殘留鍍液?
　　
　　(2)刷鍍Ni-W合金工作層?鎳鎢合金溶液呈深綠色?酸性,pH值=1.8~2,有輕度醋酸氣味?操作工藝為:修復零件接負極,無電擦拭5s,然后在工作電壓為10~15V下施鍍,鍍筆與工件相對運動速度為10-20m/min,刷鍍到修復后的尺寸?
　　
　　2.2 刷鍍后的檢驗和修整
　　
　　由于該模具修復表面的尺寸測量較困難,無法用常規工?量具測量它的實際厚度,只有利用鍍覆時間的長短來控制鍍層厚度,計算出鍍覆所需時間,可利用以下經驗公式:
　　
　　要使鍍層厚度的尺寸比較準確,必須考慮電源輸出電流與鍍液的耗電系數的誤差,可適當增加刷鍍時間來保證鍍層尺寸?
　　
　　刷鍍完畢后,讓技術人員對鍍層進行質量檢查,方法是:用清水沖凈鍍覆表面的殘留鍍液,擦凈修復表面的水漬,用風機吹干鍍層表面,觀察鍍層表面有無裂紋和起皮?
　　
　　鍍后修整也是必要的工作,用油石和細砂布打磨鍍層表面,使其達到要求的表面粗糙度,試模后直到尺寸合格為止,最后進行拋光處理,使摸具完全符合要求?
　　
　　3 刷鍍后的分析
　　
　　上述是電刷鍍技術在修復模具中的應用實例,因局部修復即節省了鍍液?又達到了修復的目的?修復后的模具具有優良的鍍層,它降低了模具表而粗糙度值和磨損系數,提高了抗氧化能力,使該模具的壽命從原來的3000件提高到5000件左右,壽命提高80%?經廠家實踐生產后,經濟效益顯著?