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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(xué)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(qiáng)耐磨性及硬度,保護(hù)金屬表面等。例如鋁陽極氧化,將鋁及其合金置于相應(yīng)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(jìn)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(zhì)陽極氧化膜可達(dá)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(dá)250~500千克/平方毫米,良好的耐熱性 ,硬質(zhì)陽極氧化膜熔點(diǎn)高達(dá)2320K ,優(yōu)良的絕緣性 ,耐擊穿電壓高達(dá)2000V ,增強(qiáng)了抗腐蝕性能 ,在ω=0.03NaCl鹽霧中經(jīng)幾千小時(shí)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(dòng)機(jī)氣缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力強(qiáng)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(jìn)行陽極氧化處理,這種方法廣泛用于機(jī)械零件,飛機(jī)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(jī)溶液和熔融鹽。當(dāng)直流電通過兩電極及兩極間含金屬離子的電解液時(shí),金屬離子在陰極上還原沉積成鍍層,而陽極氧化將金屬轉(zhuǎn)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(yīng)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(kuò)散及對(duì)流三種不同方式。
②前置化學(xué)步驟
研究表明,直接參加陰極電化學(xué)還原反應(yīng)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(xué)轉(zhuǎn)化,然后才能放電還原為金屬。
基于模具零件電鍍缺陷產(chǎn)生機(jī)理的分析,模具零件良好的表面狀態(tài)可提高電鍍質(zhì)量,為獲得良好的電鍍效果,提升模具量產(chǎn)過程的穩(wěn)定性,主機(jī)廠需制定模具零件電鍍流程標(biāo)準(zhǔn)用于規(guī)范電鍍前后的檢查與維護(hù)方式。
在進(jìn)行電鍍前,模具應(yīng)符合以下要求。
模具零件間的研合率應(yīng)達(dá)到模具設(shè)計(jì)的型面間隙要求(型面90%以上,強(qiáng)壓區(qū)域100%)。
研合率是沖壓件成形質(zhì)量的重要評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)制件的尺寸精度與表面質(zhì)量有重要影響,因此電鍍前需確認(rèn)研合率是否符合要求,如圖6所示。針對(duì)研合不足區(qū)域,根據(jù)模具零件型面的設(shè)計(jì)要求,結(jié)合制件的拉深質(zhì)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(chǎn)穩(wěn)定性驗(yàn)證。根據(jù)新項(xiàng)目模具調(diào)試經(jīng)驗(yàn),初次鍍鉻的模具要求生產(chǎn)2000件以上,制件封樣報(bào)告審批完成及問題點(diǎn)鎖定后再安排;重新鍍鉻的模具零件要求表面質(zhì)量評(píng)審值與制件封樣狀態(tài)一致。同時(shí),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(jìn)行驗(yàn)證,提前識(shí)別缺陷并制定應(yīng)對(duì)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(dāng)前模具狀態(tài)具備充足的零件成形裕度。