今天分享一篇電鍍工藝在冷沖壓模具中的應(yīng)用，作者/王朋、姜長富·一汽-大眾汽車有限公司成都分公司，版權(quán)歸原作者所有，希望給大家?guī)硪恍﹩l(fā)。

沖壓成形是目前汽車工業(yè)中薄板加工的重要方式，尤其是隨著汽車工業(yè)的長足發(fā)展，對于高速沖壓模具的需求也是越來越多。為了滿足模具高速生產(chǎn)的要求，對模具的表面也相應(yīng)提出耐磨、耐腐蝕、高硬度等需求。由此也發(fā)展出了不同的模具表面處理技術(shù)，用以改善模具的表面性能。

汽車?yán)錄_壓模具的表面處理方式有很多，模具的鑲塊和凸凹模型面也有不同的處理方式，目前應(yīng)用比較廣泛的表面處理方式主要有鍍鉻、離子氮化、PVD、CVD、TD、PPD、感應(yīng)激光表面淬火等技術(shù)。本文主要介紹鍍鉻在冷沖壓模具中的應(yīng)用、在鍍鉻過程中的注意事項，以及模具鍍鉻過程中出現(xiàn)的問題和處理過程，給實際鍍鉻提供指導(dǎo)，確保鍍鉻后模具表面性能能夠達到預(yù)期效果。并列舉一汽-大眾某車型模具在鍍鉻過程中出現(xiàn)的問題以及解決方案，希望可以給大家提供參考。

模具鍍鉻原理

模具電鍍原理介紹

模具鍍鉻就是利用電解原理在模具表面生成一層金屬鉻的電化學(xué)反應(yīng)過程。鍍鉻過程中模具接電源負(fù)極，按照模具表面形狀加工制作的仿形陽極接電源正極，模具和仿形陽極之間保持一定的距離，并全部浸入到電解液中。接通電源后，模具和仿形陽極之間發(fā)生一系列復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)，電解液中的六價鉻離子在模具表面被還原成金屬鉻，形成鍍鉻層，同時釋放出氫氣和氧氣(圖1）。

圖1 模具鍍鉻原理

模具鍍鉻層的幾種特性

⑴硬度：在正常鍍鉻工藝條件下，模具鍍鉻層硬度可以達到55～65HRC。

⑵厚度：一般來說，電鍍以后模具平面處鍍層厚度在5～15μm 左右，模具R 角處鍍層厚度在20 ～35μm 左右，模具R 角的鍍鉻層厚度大約是平面鍍鉻層厚度的2～3 倍，并且R 越小厚度會越厚。

⑶粗糙度：模具鍍鉻層拋光后，平面的表面粗糙度為Ra2 ～Ra3μm，R 角的表面粗糙度為Ra0.5 ～Ra1μm。

⑷耐磨性：鉻鍍層的摩擦系數(shù)很低，特別是干摩擦系數(shù)在所有金屬中是最低的，因此，鉻鍍層具有很好的耐磨性。

⑸可重復(fù)性：模具鍍鉻的次數(shù)一般沒有限制，如果鍍鉻層發(fā)生磨損，只需將原有鍍層清除后，重新鍍鉻即可。

模具鍍鉻工藝流程

⑴模具清洗。

⑵針對原有電鍍層進行剝離處理(針對非首次電鍍的模具）。

⑶模具電鍍前的打磨拋光工作——關(guān)鍵工序。

⑷模具仿形陽極的制作——關(guān)鍵工序。

⑸放電鍍液，并開始通電鍍鉻。

⑹模具再次清洗。

⑺模具電鍍后的打磨和拋光工作——關(guān)鍵工序。

⑻電鍍后的質(zhì)量檢測(主要檢查電鍍后模具各區(qū)域的鍍層厚度是否滿足要求）。

⑼模具防銹處理和包裝。

模具鍍鉻工藝流程圖見圖2。

圖2 模具鍍鉻工藝流程圖

模具拋光(電鍍前/后)

⑴針對模具局部有棱角、不光順的位置使用合金銼刀、細(xì)油石等工具進行光順，使之光順圓滑。

⑵針對凸、凹模R 角位置，需要重點進行拋光處理(選用2000#以上的砂紙，拋光時必須要順著板料流動方向），最終凸、凹模R 角位置表面粗糙度保證在Ra0.4μm 以內(nèi)(圖3）。

圖3 模具R 角拋光方式

⑶針對凸、凹模其他表面粗糙度不達標(biāo)的位置，重新進行打磨拋光(選用1500#砂紙進行），表面粗糙度保證在Ra0.8μm 以內(nèi)。

仿形陽極制作

⑴模具吊入陰極架內(nèi)放置，調(diào)整好位置。

⑵制作主陽極和輔助陽極——關(guān)鍵工序。

⑶掛主陽極和輔助陽極，并且控制好陽極與模具之間的距離。外R 角處：與模具間距45 ～50mm；平面位置：25～30mm；內(nèi)R 角處：需要單獨制作輔助陽極，與模具間距在10～20mm(圖4）——關(guān)鍵工序。

圖4 陽極與模具各處位置的距離

⑷進入電鍍槽內(nèi)，并且再次確認(rèn)各處主陽極和輔助陽極與模具之間的距離——關(guān)鍵工序。

⑸試通電檢查確認(rèn)各處陽極是否正常。

⑹注入電鍍液。

⑺通電開始電鍍。

仿形陽極制作過程圖見圖5。

圖5 仿形陽極制作過程

模具非首次電鍍注意事項

鍍層剝離浸泡酸洗注意事項

對于二次以上電鍍模具，油脂灰塵清洗干凈。在鍍層剝離過程中，依據(jù)原有鍍層厚度和模具表面狀態(tài)確定剝離時間。

剝離槽溫度一直保持恒定(22℃左右），鍍層在15～20μm，模具表面關(guān)鍵部位無缺陷情況，剝離時間一般在30min 左右，同時在20min 后每5min 需檢查剝離情況，保證剝離結(jié)束第一時間將模具吊出，減少腐蝕程度；如模具表面有砂眼、焊接縫，按照以上步驟進行時，15min 后每5min 檢查一次剝離情況。

如鍍層在7～15μm，模具表面無缺陷，剝離時間在20min 左右，10min 后每5min 檢查一次剝離狀態(tài)；如模具有砂眼、焊縫等按上一步驟進行的同時，10min 后每3min 檢查一下比例情況。宗旨就是在原有鍍層完全剝離后，及時將模具吊離剝離槽，進行酸堿中和處理。

鍍層剝離浸泡酸洗原理和過程

剝離的過程(圖6）分兩個階段。第一階段：金屬鉻與鹽酸反應(yīng)階段；第二階段：金屬鐵與鹽酸的反應(yīng)。其中第二階段是我們需要阻止的反應(yīng)過程，緩蝕劑就起到這個作用。

圖6 鍍層剝離浸泡酸洗原理和過程

電鍍過程問題處理

模具排氣孔內(nèi)殘留的電鍍液問題

電鍍前，模具氣孔全部用石棉塞堵起，避免退鍍液、電鍍液、清洗劑和水進入氣孔(圖7）。電鍍后，必須將模具翻轉(zhuǎn)倒置于馬鐙上，如有液體進入會沿氣孔流出。同時，用壓縮空氣管吹氣孔，每個氣孔吹3 次以上。遇到有殘留液體的氣孔，直至徹底清理干凈為止，尤其對于上下不通的死氣孔。針對二次電鍍模具，需增加退鍍以后的酸堿中和時間(從原來的20 分鐘增至40 分鐘）。

圖7 模具表面殘留的電鍍液

模具砂眼、裂紋問題

針對模具表面成形區(qū)域以及凸、凹模R 角位置，如有明顯的砂眼以及裂紋(圖8），需要重新進行補焊修復(fù)后方能進行電鍍。

圖8 模具表面砂眼、裂紋

模具焊接使用焊條

焊接時選用的焊條，需要結(jié)合模具基體材料選擇含鎳量小于20%的焊條或焊絲，否則焊接部位無法鍍鉻，后續(xù)生產(chǎn)時周邊也很容易出現(xiàn)脫鍍問題。

綜合之前幾次焊條(焊絲）鍍鉻試驗結(jié)果并進行匯總，得出表1 的模具電鍍焊條選擇規(guī)范。

表1 模具電鍍焊條選擇規(guī)范

以上便是關(guān)于電鍍工藝在冷沖壓模具中的應(yīng)用，通過介紹鍍鉻在冷沖壓模具中的應(yīng)用、在鍍鉻過程中的注意事項，以及模具鍍鉻過程中出現(xiàn)的問題和處理過程，給實際鍍鉻提供指導(dǎo)等方面進行解說，同時列舉大眾某車型模具的案例，希望可以給大家提供參考。

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