第一节芯模类型、材料与设计.PDFVIP

电铸 电铸是通过在芯模上电沉积金属，然后将电沉积的金属从芯模上分离而制取金属制品的 工艺。电铸的基本原理与电镀基本相同。但是，电镀时要求镀层与基体应结合牢固，以达到 防护、装饰等目的；而电铸则要求电铸层与芯模分离，其厚度也远大于电镀层。 电铸能制造某些难以用一般机械加工方法制造的特殊形状的金属制品，其主要优点为： (1)通过合理的芯模设计，选择恰当的工艺规范，可制取精度高、表面粗糙度低的零件。 (2)能将较难实现的内型面加工转化为较易实现的外型面加工。 (3)电铸有极好的“逼真性”。能很准确地复制出芯模的表面形貌。 (4)可用电铸法连接某些不能焊接的特殊材料。 (5)能获得纯度很高的金属制品、多层结构的零件，并能将各种金属、非金属部件组合 成一个整体。 (6)电铸层的厚度可以进行控制。可制取几微米厚的箔材，也可制取十几毫米厚的结构 零件。由于有上述优点，电铸工艺已成功地用来制造形状复杂、精密度高的空心零件(如异 形空心管、波导管等)、注塑模具、金属箔和金属网以及其他金属复制品。 电铸的主要缺点是生产周期长，成本比较高，电铸层厚度很难均匀，并且芯模表面的划 伤等缺陷也会复现在电铸产品的表面。 第一节芯模的类型、材料及设计 一、芯模的类型 电铸的第一步是制造合格的芯模。芯模按使用次数可分为一次使用的芯模和多次使用的 芯模。它们的选用，主要根据电铸零件的形状、尺寸精度及表面粗糙度、生产数量来决定。 一般而言，当公差小、表面粗糙度低、批量生产时选用多次用芯模；当尺寸精度及粗糙度要 求不高，或形状复杂、脱模困难(电铸成型后，不能用机械方法脱模)时，则选用一次用芯模。 二、芯模的材料 制造芯模的常用材料及其性能，列于表 6—3—1。 多次使用的芯模，通常都采用不锈钢或在碳钢表面镀镍、镀铬。铝合金芯模抗划伤能力 较低并易受镀液浸蚀。只有在镀液腐蚀性不强，使用次数不多时，才作多次使用的芯模。在 此情况下，其表面不作浸锌处理。 作为芯模材料的易熔合金，其成分及熔点如表 6—3—2 所列。 ‘ 一般而言，熔点高的易熔合金，其硬度、抗拉强度、允许负荷都比较高。为防止含锡的 易熔合金在熔化脱模后产生挂锡现象，电铸前可先在芯模上镀一层薄铜，脱模后再在适当的 溶液中将铜除去。 蜡制剂作为芯模时的成分，列于表 6—3—3。 表 6—3—1 常用的芯模材料及其性能 表 6—3—2 某些易熔合金的成分 表 6—3—3 蜡制剂的成分 蜡制剂的成分可在较宽的范围内变化，可根据具体情况予以调整。在蜡制剂中，石蜡及 蜂蜡可提高柔软性，松香可提高硬度并降低收缩率，松节油起润湿渗透作用，石墨粉可以改 善后 工序的石墨化工艺。蜡制剂的收缩率各不相同，配方 4 收缩率较小。采用蜡制剂芯模不 宜在热的溶液中电铸。 此外，橡胶、玻璃、陶瓷、木材、树脂也可作为芯模材料。 三、芯模的设计 由于芯模的设计要考虑到产品的结构、要求、机械加工等因素，此处仅对与电铸工艺有 关的一些因素作简要叙述。 (一)与金属电沉积有关的因素 在电铸过程中，考虑到金属在芯模表面的电沉积不可能是完全均匀的，故在设计芯模时 要注意： (1)内外棱角应采取尽可能大的过渡圆弧，以免内棱角处太薄，而外棱角处过厚甚至产 生树枝状的电铸层。 (2)芯模应比实际零件长 8mm～20mm，以在电铸后把两端粗糙、树枝状或过厚的沉积物 切去。 (二)与脱