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

吸附原子通過表面擴(kuò)散，到達(dá)生長點(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)量優(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)過程中，模具零件表面與金屬板材間存在劇烈的相對滑動，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對壓邊圈進(jìn)行靜力學(xué)分析，模擬模具在鈑金沖壓成形過程中的靜力學(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壓邊圈的受力情況，為加快計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度，對壓邊圈受力分析進(jìn)行簡化，簡化模型。其中，壓邊圈上表面受力可簡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)受力可簡化為均勻加載至其頂桿腿豎直方向上的合力F2。