模具表面的電鍍技術(shù)介紹

電鍍技術(shù)是一種用電化學(xué)方法在基體（金屬或非金屬）表面沉積金屬或金屬化處理的技術(shù)。它能使均勻溶解在溶液中的金屬離子，有序地在溶液（即鍍液）中和基體表面接觸獲得電子、還原成金屬原子并沉積在基體表面，形成宏觀金屬層——鍍層。

電鍍技術(shù)包括了技術(shù)原理、結(jié)合和鍍覆工藝、鍍液和設(shè)備等基本要素。經(jīng)過(guò)近200年的發(fā)展史，現(xiàn)代的電鍍技術(shù)已是一類綜合應(yīng)用了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)成就、十分重要的表面工程技術(shù)，具有非常寬廣、深入的應(yīng)用領(lǐng)域。

電鍍結(jié)晶步驟

吸附原子通過(guò)表面擴(kuò)散，到達(dá)生長(zhǎng)點(diǎn)而進(jìn)入晶格，或吸附原子相互碰撞形成新的晶核并長(zhǎng)大成晶體。

金屬離子以一定的電流密度進(jìn)行陰極還原時(shí)，原則上，只要電極電位足夠負(fù)，任何金屬離子都可能在陰極上還原，實(shí)現(xiàn)電沉積。但由于水溶液中有氫離子、水分子及多種其他離子，使得一些還原電位很負(fù)的金屬離子實(shí)際上不可能實(shí)現(xiàn)沉積過(guò)程。所以，金屬離子在水溶液中能否還原，不僅決定于其本身的電化學(xué)性質(zhì)，還決定于金屬的還原電位與氫還原電位的相對(duì)大小。若金屬離子還原電位比氫離子還原電位更負(fù)，則電極上大量析出氫，金屬沉積。金屬離子還原析出的可能性是獲得鍍層的首要條件，而要獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的鍍層，還要有合理的鍍液組成和合理的工藝控制。

汽車模具零件電鍍失效機(jī)理，模具作為汽車零部件成形的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)備，很大程度上決定了汽車鈑金的成形質(zhì)量與整車品質(zhì)。在汽車鈑金沖壓生產(chǎn)過(guò)程中，模具零件表面與金屬板材間存在劇烈的相對(duì)滑動(dòng)，易造成模具壓邊圈、凹模筋條、成形R角等部位因承受巨大沖擊與載荷而出現(xiàn)疲勞磨損、開裂、變形等失效形式，進(jìn)而導(dǎo)致鈑金出現(xiàn)起皺、開裂或拉毛等缺陷。

從提升汽車覆蓋件沖模零件電鍍質(zhì)量的角度出發(fā)，解析了模具零件電鍍的工作原理，并以某車型門后側(cè)門內(nèi)板為載體，從模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、母材金相組織、模具熱處理工藝及模具零件電鍍過(guò)程氫脆控制4個(gè)方面分析電鍍零件開裂的失效機(jī)理。在此基礎(chǔ)上提出了防止電鍍零件開裂的改進(jìn)措施并開展工程試驗(yàn)，以期為提升汽車覆蓋件沖模零件電鍍質(zhì)量及沖壓鈑金成形質(zhì)量提供理論依據(jù)與工程借鑒。

為確認(rèn)模具電鍍結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否充分，采用有限元軟件ANSYS對(duì)壓邊圈進(jìn)行靜力學(xué)分析，模擬模具在鈑金沖壓成形過(guò)程中的靜力學(xué)響應(yīng)。由鈑金成形原理可知，拉深到底前瞬間壓邊圈受力蕞大。由于本案例只需定性檢測(cè)壓邊圈的受力情況，為加快計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度，對(duì)壓邊圈受力分析進(jìn)行簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)化模型。其中，壓邊圈上表面受力可簡(jiǎn)化為均勻加載至管理面與平衡塊豎直方向上的合力F1；壓邊圈下側(cè)受力可簡(jiǎn)化為均勻加載至其頂桿腿豎直方向上的合力F2。