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铜的其他表面处理法:电铸母模

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-02  浏览次数:897

   电铸母模在电铸作业中是非常重要的,分为:非破坏性母模,破坏性母模,可拆卸或组合母模。

   母模是为复制成品而专门制作的一种模型。电沉积层从母模上剥离而制成与实物完全一样的制品。另外,在电铸中,有时也可以用零件和复制品本身作为母模。

   母模材料可选用不同的材料制造。如:金属、合金、塑料、硅橡胶、木材、玻璃等。

   随着被加工的电铸几何形状的不同,母模可分为非破坏性母模和破坏性母模两种。随着电铸工艺的发展对可拆卸式的组合母模研究和使用越来越多。

   根据电铸工艺的特点,尤其是在硫酸铜溶液中电镀铜时,对母模的设计应尽量避免出现锐角、尖棱和深槽。这主要是因为:电沉积过程中,金属在阴极表面分布不均,在锐角和尖棱处发生尖端放电,生成金属节瘤,而在深槽凹处则沉积层很薄,使得在脱模时发生困难。因此,在设计母模时应尽量避免以上因素的影响。

   电铸母模的材料常用的有以下几种。

   ①不锈钢及耐腐蚀性钢。这种母模在电解液中具有较高的耐腐蚀性,无需分离层,因为其表面有一层自然的氧化膜,用其制造的非破坏性母模在电铸中应用最为普遍,缺点是制造价格较高。

   ②在碱性电铸液情况下,可选用10、20、45结构钢和工具钢制造母模。由于普通钢和工具钢价格较低,而且易于淬火,在一般牌号的钢母模表面镀上一层约2~5μm厚度的铬层,以保证沉积层与母模易于分离。这也是经常采用的方法。

   ③在某些特定的情况下,用普通碳钢和铬钢制造的母模,在其表面镀上一层厚度为30~50μm的紫铜层,用于碱性电铸液,这时母模表面无有害影响,在酸性电铸液中可保护母模不产生置换铜反应。

   ④采用钛合金作母模,与耐腐蚀钢一样,其表面有一层钝化膜,形成天然分离层,可阻止沉积层与基体牢固的结合。钛合金具有强度高、耐腐蚀性强、重量轻等优点。缺点是价格贵,加工难度较大。

   ⑤对表面精度要求高的母模,可选用铜和铜合金材料制造,但是制成的母模必须镀不小于10μm的铬层,才能保证其基体具有防腐性能和获得分离层,但此种母模的缺点是力学性能不高,而且价格较贵。

   ⑥用铝合金作母模优点很多,铝合金具有重量轻和加工方便并可铸造等优点,缺点是硬度低,只有当零件尺寸偏差允许在几微米范围内时才可以使用。另外,铝合金母模可作非破坏性母模,也可以作破坏性母模。

   ⑦非破坏性母模还可以用玻璃和聚合材料制造,用玻璃母模电铸的零件其粗糙度可以达到最低限度。缺点是母模材料脆性大,制造费用高。

   ⑧用塑料制作非破坏性母模具有价格低,在不同电铸液中化学稳定性高等优点。塑料母模可用注塑或压塑的方法制造。缺点是机械强度低,材料容易产生收缩性,所以不能用于电铸尺寸公差要求严格的零件。选用ABS塑料制造的母模强度高于其他塑料母模。

   ⑨利用硅橡胶作非破坏性母模,优点是:能在室温下硬化,收缩率与疏松度低,在电铸液中稳定,容易吸附导电层,对金属沉积物无附着力,母模强度高,有弹性,这种母模多用于工艺品、画像、装饰性铜金属线等电铸产品中。

   ⑩对于破坏性母模,除铝合金外,常用的还有蜡制母模,.这种母模既便宜又简单。用来制造母模的蜡很多,如含蜂蜡700%、石蜡10%、石墨l6%、松节油4%的混合物和含松香70%、石蜡l0%、蜂蜡20%的防缩性混合物。这种母模材料在大生产中可多次重复使用。

   ⑾塑料母模电铸后可溶于三氯乙烷有机溶剂中,有机玻璃母模可溶于三氯甲烷有机溶剂中,聚苯乙烯母模可溶于苯乙烯有机溶剂中,上述制品母模都可作破坏性母模。

   ⑿用可溶性的金属材料锡一铅一铋合金、锡一铎合金以盘铸方式成型的母模具有光洁度高的优点。经电铸铜后,锡一铅一铋合金在140℃、锡一锌合金在250℃高温下,从电铸成品中熔出无变形现象的铜电铸产品。

   ⒀可变形母模的应用越来越广泛,可变形母模主要部分是壳体,具有一定弹性功能,易于从制件中脱出,这种母模常用聚氯乙烯制作,采用注塑的方法获得所需的形状和尺寸,壳体内加填充物,脱模时,先将填充物熔化,然后取出壳体,可多次重复使用。

这种母模的缺点是硬度低,只能用于不太精密的产品中。

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