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陽極氧化接近表面電鍍層處理,金屬或合金的電化學氧化。將金屬或合金的制件作為陽極,采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態(tài)和性能,如表面著色,提高耐腐蝕性 、增強耐磨性及硬度,保護金屬表面等。例如鋁陽極氧化,將鋁及其合金置于相應電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽極,在特定條件和外加電流作用下,進行電解。陽極的鋁或其合金氧化 ,表面上形成氧化鋁薄層 ,其厚度為5~20微米 ,硬質陽極氧化膜可達60~200微米 。陽極氧化后的鋁或其合金,提高了其硬度和耐磨性,可達250~500千克/平方毫米,良好的耐熱性 ,硬質陽極氧化膜熔點高達2320K ,優(yōu)良的絕緣性 ,耐擊穿電壓高達2000V ,增強了抗腐蝕性能 ,在ω=0.03NaCl鹽霧中經幾千小時不腐蝕。氧化膜薄層中具有大量的微孔,可吸附各種潤滑劑,適合制造發(fā)動機氣缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力強可著色成各種美觀艷麗的色彩。有色金屬或其合金(如鋁、鎂及其合金等)都可進行陽極氧化處理,這種方法廣泛用于機械零件,飛機汽車部件,精密儀器及無線電器材,日用品和建筑裝飾等方面。
?電鍍的基本原理
電鍍是指在直流電的作用下,電解液中的金屬離子還原,并沉積到零件表面形成有一定性能的金屬鍍層的過程。電解液主要是水溶液,也有有機溶液和熔融鹽。當直流電通過兩電極及兩極間含金屬離子的電解液時,金屬離子在陰極上還原沉積成鍍層,而陽極氧化將金屬轉移為離子。
金屬離子按如下步驟沉積:
①傳遞步驟
液相中的反應粒子(金屬水化離子或配合離子)向陰極表面?zhèn)鬟f的步驟,有電遷移、擴散及對流三種不同方式。
②前置化學步驟
研究表明,直接參加陰極電化學還原反應的金屬離子往往不是金屬離子在電解液中的主要存在形式。在還原之前,離子在陰極附近或表面發(fā)生化學轉化,然后才能放電還原為金屬。
基于模具零件電鍍缺陷產生機理的分析,模具零件良好的表面狀態(tài)可提高電鍍質量,為獲得良好的電鍍效果,提升模具量產過程的穩(wěn)定性,主機廠需制定模具零件電鍍流程標準用于規(guī)范電鍍前后的檢查與維護方式。
在進行電鍍前,模具應符合以下要求。
模具零件間的研合率應達到模具設計的型面間隙要求(型面90%以上,強壓區(qū)域100%)。
研合率是沖壓件成形質量的重要評價指標,對制件的尺寸精度與表面質量有重要影響,因此電鍍前需確認研合率是否符合要求,如圖6所示。針對研合不足區(qū)域,根據(jù)模具零件型面的設計要求,結合制件的拉深質量,持續(xù)研磨凸、凹模型面間隙。
電鍍前模具狀態(tài)要求:生產穩(wěn)定性驗證。根據(jù)新項目模具調試經驗,初次鍍鉻的模具要求生產2000件以上,制件封樣報告審批完成及問題點鎖定后再安排;重新鍍鉻的模具零件要求表面質量評審值與制件封樣狀態(tài)一致。同時,模具零件電鍍后型面粗糙度降低,一定程度上減小拉深阻力,為模擬電鍍后的模具狀態(tài),通常降低拉深工序10%的氣墊壓力進行驗證,提前識別缺陷并制定應對措施。所示為氣墊壓力降低10%后制件拉深的狀態(tài),無起皺或縮頸開裂問題,表明當前模具狀態(tài)具備充足的零件成形裕度。