【2017年整理】4第四章 电化学加工(删减).ppt

§4-4 电铸和涂镀加工 ; 可获得表面复杂且无法机械加工的工件，如复制模具、铸造唱片模、塑料模、工艺品等 ;电铸原理： 在直流电源的作用下，金属离子在阴极获得电子而沉积在阴极母模的表面。 阳极的金属原子失去电子而成为正离子，源源不断地补充到电铸液中，使溶液中的金属离子浓度保持基本不变。; 电铸特点 (1) 复制精度高，可以生产机械加工不可能加工出的细微形状(如微细花纹、复杂形状等)，表面粗糙度Ra可达0.1μm，一般不需抛光即可使用。 (2) 母模材料不限于金属，有时还可用制品零件直接作为母模——用零件获得模具型腔。 (3) 表面硬度可达35～50HRC，所以电铸模具型腔使用寿命长。 (4) 电铸可获得高纯度的金属制品，如电铸铜，它纯度高，具有良好的导电性能，十分有利于电加工。（主要电铸铜、镍、铁）; (5) 电铸时，金属沉积速度缓慢，制造周期长。如电铸镍，一般需要一周左右。 (6) 电铸层厚度（凸凹处）不易均匀，且厚度较薄，仅为4～8 mm左右。电铸层一般都具有较大的应力，所以大型电铸件变形显著，且不易承受大的冲击载荷。这样，就使电铸成型的应用受到一定的限制。 ;应用范围： 复制精细的表面轮廓：唱片模、纸币、邮票证券等的印刷模 复制注塑用的模具，电火花加工用的工具电极（电火花多电极加工模具型腔） 制造复杂、高精度的空心、薄壁零件（波导管） 制造表面粗糙度样块、反光镜、表盘异型孔喷嘴等; 2．电铸设备 电铸设备主要包括电铸槽、直流电源、搅拌和循环过滤系统、恒温控制系统等。 1) 电铸槽 电铸槽材料的选取以不与电解液作用引起腐蚀为原则。一般用钢板焊接，内衬铅板或聚氯乙烯薄板等。小型槽：陶瓷、玻璃、搪瓷等。 2) 直流电源 电铸采用低电压大电流的直流电源。常用硅整流，电压为6～12 V左右，并可调。 ;3) 搅拌和循环过滤系统 为了降低电铸液的浓差极化，加大电流密度，减少加工时间，提高生产速度。搅拌的方法有循环过滤法、超声波或机械搅拌等。循环过滤法不仅可以使溶液搅拌，而且在溶液不断反复流动时进行过滤。; 4) 恒温控制系统 电铸时间很长，所以必须设置恒温控制设备。它包括加热设备(加热玻璃管、电炉等)和冷却设备(冷水或冷冻机等)。 3．电铸加工的工艺过程;原模材料： 耐久原模—— 钢、Ni、Cu及合金、热固性塑料等 临时原模——Al、蜡、石膏、低熔点合金、热塑性塑料 原模预处理：清洗、钝化（耐久性原模中的Ni要钝化）；Al原模浸Zn镀Cu（防腐）；低熔点原模涂刷石墨 导电处理：涂刷石墨、Cu、Ag粉 化学镀一层Cu、Ag、Ni等 ;4.应用举例（镍质精密喷嘴内孔0.2－0.5mm，内壁镀铬） 车黄铜棒－镀铬－电铸镍－腐蚀去除黄铜芯;第四章??电化学加工;l.电刷镀原理 原理：阴极沉积 刷镀不需电镀槽， 零件与直流电源的负极相接， 镀笔与正极相接。;2.电刷镀工艺特点 设备简单,不需镀槽。难拆卸和难运输的大型零件可原地刷镀修复。 简化了电镀工艺。零件上不需镀的部位不需包扎绝缘，节省材料和辅助工时。 镀层与零件表面结合强度高。 镀层厚度可以精确控制，并可实施均匀或不均匀镀层的电镀，即在同一零件上刷镀不同厚度的镀层。镀后一般不需加工，可直接使用。 镀层沉积速度快,生产率高。 电镀液温度低，对零件无影响，不会产生变形和裂纹等。一般电镀液温度约50℃。 污染小,操作方便，工艺灵活，适用材料广泛。常用的金属材料均可采用此项技术。;3.电刷镀工艺 1)设备与电镀溶液 (1)表面预处理溶液 电净液 活化液 (2)电刷镀溶液 2)电刷镀工艺 零件表面的准备：磨、锉削等；除油、除锈；电净处理；活化处理；对不处理的部位涂保护层 打底层(过渡层) 1-2微米 镀工作镀层：可以0.5mm;应用： 修复零件的磨损表面，恢复尺寸车床导轨面，镀铜修复 填补零件表面的划伤、凹坑、孔洞 大型、复杂、单个小批工件的局部电镀;三、复合镀;金刚石表面化学镀;银基金刚石超细微粒复合镀层 ;机理： 极性颗粒与金属离子络合成离子团，电镀到工件表面； 工件表面的颗粒，在电镀时，被电镀层包裹（电镀层厚度约颗粒尺寸的一半） 金刚石套料刀具：内外圆柱面及顶面同时复合镀。刀坯插入粉末中，加电解液，复合镀。 平面刀具：如锯片;电镀铜 电镀镍 电镀(electroplate)是将一种金属镀到另一种金属表面上的过程。电镀的目的是提高金属的耐蚀性、耐磨性、装饰性、强度、硬度等。 被镀工件为阴极，欲镀的金属为阳极，含有阳极金属离子的溶液为电解液。 电镀时阳极金属不断溶解，而阴极工件的表面不断沉积上要镀的金属。;;阳极氧化; 阳极(铝或铝合金)反应： 2Al