今天分享一篇電鍍工藝在冷沖壓模具中的應用，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，用以改善模具的表面性能。

汽車冷沖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、感應激光表面淬火等技術。本文主要介紹鍍鉻在冷沖壓模具中的應用、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，確保鍍鉻后模具表面性能能夠達到預期效果。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反應過程。鍍鉻過程中模具接電源負極，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)生一系列復雜的電化學反應，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——關鍵工序。

⑷模具仿形陽極的制作——關鍵工序。

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——關鍵工序。

⑻電鍍后的質量檢測(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(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。

仿形陽極制作

⑴模具吊入陰極架內放置，調整好位置。

⑵制作主陽極和輔助陽極——關鍵工序。

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R 角處：需要單獨制作輔助陽極，與模具間距在10～20mm(圖4）——關鍵工序。

圖4 陽極與模具各處位置的距離

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

⑸試通電檢查確認各處陽極是否正常。

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：金屬鉻與鹽酸反應階段；第二階段：金屬鐵與鹽酸的反應。其中第二階段是我們需要阻止的反應過程，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

以上便是關于電鍍工藝在冷沖壓模具中的應用，通過介紹鍍鉻在冷沖壓模具中的應用、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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