模具表面處理之鍍硬鉻知識介紹ppt課件.ppt

表面處理之鍍硬鉻知識介紹 一 引言 鍍鉻技術(shù)的分類及應(yīng)用二 鍍硬鉻原理和主要性能特點三 鍍鉻過程介紹和質(zhì)量影響因素四 鍍鉻前后注意事項以及模具的保養(yǎng)五 M1模具項目實例 目錄 在高速 高壓沖壓作業(yè)過程中 模具和制件會產(chǎn)生巨大的摩擦 由于鐵和鐵的巨大摩擦 模具和材料上極易產(chǎn)生擦傷和燒壞等不良現(xiàn)象 增加了產(chǎn)品的返修和報廢率 電鍍硬鉻技術(shù)可以大大提升耐久性 保證模具穩(wěn)定的精度 生產(chǎn)效率也會顯著提升 電鍍硬鉻技術(shù)運用在汽車大型覆蓋件模具及拉延深度較深的模具表面熱處理 汽車沖壓模具附屬零件表面熱處理 鍛造用模具和鑄造用模具表面熱處理 核心在于模具耐磨性 平滑性和耐腐蝕性的提高 引言 1 防護裝飾性鍍鉻利用鉻鍍層的鈍化能力 良好的化學(xué)穩(wěn)定性和反射能力 鉻層與銅 鎳及銅錫合金等組成防護裝飾性體系 廣泛用于汽車 自行車 縫紉機 鐘表 儀器儀表 日用五金等零部件 特點是既能保持產(chǎn)品表面的光亮和美觀 又可以提高防銹性能 這類鉻層的厚度一般為0 25 m 1 m 走進鍍鉻技術(shù) 鍍鉻可按其工藝及溶液不同來分類 所得到的鉻層可應(yīng)用于不同的場合 鍍鉻技術(shù)的分類及應(yīng)用 鋼筆配件 門把手 2 鍍硬鉻 耐磨鉻 鉻層具有高的硬度和低的摩擦系數(shù) 機械零部件鍍硬鉻后可以提高其抗磨損能力 延長使用壽命 硬鉻可用于切削及拉拔工具 各種材料的模具 軸承 軸 量規(guī) 齒輪等 還可用于修復(fù)磨損零件的尺寸 這類鉻層的厚度根據(jù)需要而變 從1 m到幾個mm 以上兩種鍍鉻技術(shù)是目前最應(yīng)用最廣泛的鍍鉻技術(shù) 此外還有鍍?nèi)榘足t 松孔鍍鉻 鍍黑鉻等鍍鉻技術(shù) 用戶根據(jù)其目的來判斷要鍍那種鉻 鍍硬鉻鈦泵 耐腐蝕 鍍硬鉻電視模具 硬質(zhì)鉻電鍍原理電鍍是指通過電化學(xué)方法在固體表面上沉積一層金屬或合金的過程 本質(zhì)是電解池原理 將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 所謂硬質(zhì)鉻電鍍 是按照JIS標準硬度在HV750 HRC60 以上 膜厚在5um以上 幾乎所有的模具素材均可以進行電鍍 電鍍過程中 電解液為鉻酸溶液 待鍍物件為陰極 電鍍的析出過程如下 用特定的電壓和電流密度在陽極上進行氧化反應(yīng) 同時產(chǎn)生氧氣體 在陰極上起還原反應(yīng) 產(chǎn)生氫氣 從而析出鉻并附著于待鍍物件上 1 鉻的性質(zhì) 鉻是一種微帶天藍色的銀白色金屬 電極電位為負 但它有很強的鈍化性能 在大氣中很快鈍化 顯示出具有貴金屬的性質(zhì) 所以鋼鐵零件鍍鉻層是陰極鍍層 鉻層在大氣中很穩(wěn)定 能長期保持其光澤 在堿 硝酸 硫化物 碳酸鹽以及有機酸等腐蝕介質(zhì)中也非常穩(wěn)定 但可溶于鹽酸等氫鹵酸和熱的濃硫酸中 鉻層硬度高 HV900 110kg mm2 耐磨性好 反光能力強以及有較好的耐熱性 在500 以下光澤和硬度均無明顯變化 溫度大于500 開始氧化變色 大于700 時才開始變軟 2 硬度及電泳液溫度 對比各種熱處理形式 情況如下頁表l所示 通過比較 我們發(fā)現(xiàn) 對于車身上的大件如側(cè)圍 翼子板等大型模具的凸凹模本體 因其模具型腔大型面復(fù)雜且壁厚不一致 受熱后容易發(fā)生熱變形 鍍Cr處理溫度一般在50 70 屬低溫處理 處理后模具不會產(chǎn)生變形 其表面硬度一般可控制在HRC65以上 高于拉延所需的硬度要求 鍍鉻處理技術(shù)的主要性能特點 3 高耐磨性 經(jīng)鍍鉻處理后的模具型腔比未處理的模具型腔光潔度效果有明顯改善 有效地降低了摩擦系數(shù) 提高了模具使用壽命 模具在生產(chǎn)過程中因各種原因產(chǎn)生的拉毛等問題得到有效解決 下圖是某車型側(cè)圍鍍鉻前后光潔度對比 6 可反復(fù)處理 已經(jīng)做過電鍍處理的模具 因長期使用時模具的磨損 在鉻層脫落前可重復(fù)多次電鍍 重復(fù)電鍍不破壞模具本身 只是增加剝離原電鍍層所產(chǎn)生的費用 1t以下的剝離費用是500元左右 1 20t的剝離費用是6000元左右 7 鍍鉻處理適用材料 有一定含碳量的各種鋼材 硬質(zhì)合金都可以形成鍍鉻層 如HT300 SKD11 DC53 Crl2 Crl2MoV MoCr和GGG70L等 5 極高的耐腐蝕性能 鉻的電位比鐵負 鋼鐵鍍鉻是屬于陽極性保護鍍層 而鉻本身干大氣中易形成極薄的鈍態(tài)膜 在潮濕大氣中也很安定 能長久保持顏色 在堿 硝酸 硫化物 碳酸鹽及有機酸和大多數(shù)氣體中也很穩(wěn)定 所以耐腐蝕性好 4 附著力 無論配對材料是難以加工的不銹鋼 還是其他各種鋼材或有色金屬 只要處理得當 鍍鉻處理都體現(xiàn)了較好的附著力 模具鍍鉻處理相關(guān)工藝參數(shù) 1 鍍層厚度 主要根據(jù)板件厚度和需求的硬度值來決定 一般硬鉻鍍層硬度是隨厚度提高而提高的 硬度的最高值在0 2 左右 對于汽車覆蓋件的模具 鍍層厚度一般在5 20um之間 2 鍍鉻溶液成分 2 1鉻酸酐 鍍鉻溶液中的主鹽 其含量的高低對鍍液的電流效率 分散能力 鍍層性能以及溶液損耗及電損耗有直接關(guān)系 含量過低 電流效率高 溶液分散能力較好 鍍層的硬度也較高同時溶液的帶出損失減少 含量過高 雖然鍍液的導(dǎo)電率提高 均鍍能力也隨著升高 但電流效率下降槽電壓升高 分散能力變差同時鍍液的帶出損失較大 鍍層的硬度也較低 鉻酸酐在鍍硬鉻溶液中的濃度為200 250g L 2 2硫酸 鍍鉻溶液中最主要的主要添加劑 其含量應(yīng)為CrO3的1 生產(chǎn)時鉻酸酐與硫酸根的比例可控制在 80 120 1 當比例小于100 1時 鍍層的光亮度雖然能夠提高 但鍍液的分散能力及電流效率會降低 嚴重時工件凹陷部位難以沉積上鍍層并且鍍層有發(fā)花現(xiàn)象 同時鍍液中的Cr3 含量上升 當比例大于此值時鍍層顏色發(fā)灰 也較為粗糙 同時光澤性差 2 3三價鉻 其作用主要是在工件表面形成一層膠體膜 與硫酸根的作用正好相反 提高極化度 含量一般控制在2 4g L 含量低時鍍液呈棕紅色 分散能力下降 鍍層光澤性不好 同時鍍后工件的水洗性也不好 含量偏高時溶液呈棕黑色槽電壓升高光亮區(qū)變窄甚至鍍層發(fā)暗 其含量如果大于10g L須用小陰極大陽極電解的方法進行調(diào)整 這里需要說明的是用國內(nèi)生產(chǎn)的鉻酸酐新配的槽液 如果沒有特殊要求 可不必為增加三價鉻而進行專門的電解處理 3 鍍液溫度與陰極電流密度 在鍍鉻過程中陰極電流密度與溫度之間存在著相互依賴的關(guān)系 對鍍層的亮度 硬度都有很大影響 通過調(diào)整溫度和電流密度 可以獲得光亮鉻 硬鉻和乳白鉻三種不同性能的鍍鉻層 在低溫高電流密度區(qū) 鉻鍍層呈灰暗色或燒焦 這種鍍層具有網(wǎng)狀裂紋 硬度大 脆性大 高溫低電流密度區(qū) 鉻層呈乳白色 這種組織細致 氣孔少 無裂紋 防護性能較好 但硬度低 耐磨性差 中溫中電流密度區(qū)或兩者配合較好時 可獲得光亮鍍鉻層 這種鉻層硬度較高 有細而稠密的網(wǎng)狀裂紋 1 提高模具表面硬度 可達HRC60 75 耐磨性 耐腐性和抗高溫氧化性能 2 減少由于粉塵 顆粒引起的斑點不良 3 提高模具表面抗摩擦能力 防止拉毛刮傷等問題產(chǎn)生 4 經(jīng)過鍍硬鉻處理的模具可達到甚至超過硬質(zhì)合金的性能指標 不僅大幅度降低材料成本 而且可以簡化模具制造加工工藝和熱處理工藝 降低生產(chǎn)成本 5 模具維修簡單化 從而降低了維修工時 6 降低了拉延油的使用量 7 提高模具的檔次和附加值 8 提高模具壽命并有效保護模具本體 9 可再生性 如果磨損 可以剝離后再鍍 鍍鉻處理對模具的提升 簡易過程說明 1 將模具導(dǎo)板 限位器等非電鍍可拆卸零件拆卸下來 2 將模具放入脫脂槽進行除油清潔處理 3 用清水清洗 清洗完畢后 檢查模具表面是否有表面缺陷 如存在焊接縫隙和焊接不平整面 需重新進行補焊 打磨拋光后再次清洗 4 將清洗好的模具進入熱水槽進行預(yù)熱 時間為2 3min 然后進入電鍍槽 進行陰陽極的相關(guān)準備 模具開始電鍍 電鍍時間一般為1 5h左右 5 鍍好的模具進入中和槽 將帶電子的鉻原子中和掉 再進行水洗 洗凈后 進入烘箱進行干燥去氫 這個過程需要2 3h 6 對模具表面進行拋光處理 檢查電鍍結(jié)果 整個過程結(jié)束 鍍鉻前 1 鍍鉻前需針對模具上砂孔 裂紋以及R角不順等相關(guān)問題進行修復(fù) 修復(fù)完畢后上機試模確認其生產(chǎn)狀況 若OK 批量生產(chǎn)后進行第二步驟 若NG 模具繼續(xù)調(diào)整直至OK為止 2 模具送出前 全周用砂紙進行精修 120 240 400 尤其是走料R角處 3 非模具本體之附件在鍍鉻前必須拆除 以防在鍍鉻過程中被腐蝕損壞 主要包括以下 格納 頂料機構(gòu) AIR氣管 檢知線路及檢知器 耐磨板 定位具 保護板 墊塊以及非必要之鎖付螺絲 4 模具精修完畢后 需清洗整理并拍照存證 防止模具送出損壞時的責任判定 5 模具上防黃油防止運輸過程潮濕生銹 6 鍍鉻的模具須以工程樣件覆蓋并用薄膜 牛皮紙等保護固定 并標識 防水 防碰 防壓 后方可運出 鍍鉻前后模具處理注意事項 鍍鉻過程中 1 欲鍍零件無論材質(zhì)如何 只要工件較大 均需預(yù)熱處理 因為鍍硬鉻時間較長 鍍層較厚 內(nèi)應(yīng)力大且硬度高 而基體金屬與鉻的熱膨脹系數(shù)差別較大 如不預(yù)熱就施鍍 基體金屬容易受熱膨脹而產(chǎn)生 暴皮 現(xiàn)象 預(yù)熱時間根據(jù)工件大小而定 2 掛具 用于懸掛工件并將電流導(dǎo)至工件的框架 用材料必須在熱的鉻酸溶液中不溶解 也不發(fā)生其他化學(xué)作用 夾具還應(yīng)有足夠的截面積 且與導(dǎo)電部件接觸良好 否則因電流大 槽電壓升高 局部過熱 夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量采用焊接形式連接 夾具非工作部分應(yīng)用聚氯乙烯塑料布或涂布耐酸膠絕緣 3 裝掛時應(yīng)考慮便于氣體的逸出 防止 氣袋 形成 造成局部無鍍層或鍍層厚度不均 4 復(fù)雜零件鍍鉻應(yīng)采用象形陽極 圓柱形零件兩端應(yīng)加陰極保護 避免兩端燒焦及中間鍍層薄的現(xiàn)象 帶有棱角 尖端的零件可用金屬絲屏蔽 5 為提高鍍層的結(jié)合力 可進行反電 大電流沖擊及階梯式給電 反電時間為0 5 3min 陰極電流密度為30 40A dm2 大電流沖擊為80 120A dm2 時間為l 3min 6 對于易析氫的鋼鐵部件 應(yīng)在鍍后進行除氫處理 鍍鉻后 1 模具吊運分解將工程樣件及保護薄膜 牛皮紙去除 2 確認模具與鍍鉻前拍照存證的狀況比是否有異常 3 模具擦拭 用小于逃氣孔孔徑0 2左右的鉆頭對逃氣孔逐個進行清理 清理完畢后再用氣槍將雜物吹出 4 模面用400 砂紙 油石精修 5 模具上易剝落的油漆去除后模具清洗整理 6 將鍍鉻前拆除的相應(yīng)附件按編號進行還原 7 模具組合上機TRY 8 生產(chǎn)狀況OK后模具刷漆 防止鍍鉻后模具油漆易剝落造成品質(zhì)不良 1 模具使用過程中a 不要沖擊電鍍表面 因堅硬的鍍層附著在模具表面 如直接對其碰撞等則會造成鍍層的剝落 特別是鋼絲繩零件及工具的掉落等對其表面的碰撞等 b 對于電鍍后初次試模及生產(chǎn)初期的使用必須在初始時進行表面涂油處理 鍍層本身具滑動性 沒有油份固摩擦阻力會造成疲勞剝落 因此在初次使用鍍層時一定要在鍍層表面涂油 提高其滑動性來延長使用壽命 c 生產(chǎn)過程中 作業(yè)人員要及時擦拭原材料表面 每隔50件擦拭模具一次 包括凸模 凹模 壓邊圈 2 模具維護過程中a 電鍍后發(fā)生拉毛時的處置 生產(chǎn)初期 在電鍍后生產(chǎn)的初期發(fā)生拉毛情況時 首先要確認發(fā)生的部位 修整時 不要有刮料現(xiàn)象 焊接母材砂眼 使用砂紙 250以上 用指尖壓住后沿扳村流入方向?qū)ι把圻M行研磨 鍍層剝落 使用砂紙 180左右 沿板材流入方向?qū)兟洳课贿M行研磨 最后用油石推磨 b 點檢及保養(yǎng) 通常的點檢保養(yǎng)時進行對鍍層表面?zhèn)榈拇_認 bl 因磨損而發(fā)生的凹凸 劃傷時使用砂紙 400以上 進行研磨 b2 發(fā)生鍍層剝落時與生產(chǎn)初期的拉毛修整相同的方法進行修整 鍍鉻后的模具使用及保養(yǎng)方法 鍍鉻層脫落原因及其修復(fù) 一般的汽車模具在年生產(chǎn)綱領(lǐng)為6萬件時或因周圍生產(chǎn)環(huán)境的惡劣會不可避免地持續(xù)鍍鉻層的脫落現(xiàn)象 或者因鍍鉻工藝不完善也有可能出現(xiàn)脫落現(xiàn)象 即鍍鉻層的硬度高 一般情況模具工作面型腔實際使用厚鉻鍍層的硬度多在750Hv左右 太硬的鍍鉻層因內(nèi)應(yīng)力太大 會存在表面裂紋現(xiàn)象 模具工作面型凹模鍍鉻層有較低的摩擦系數(shù) 因此與鍍鉻層配合的凸模 二者之間配臺應(yīng)有有較長的使用壽命 即凸模一般也要考慮鍍鉻 鍍鉻層的油附性不好 拉延油很難在完整 光滑的鉻層上形成油膜 當潤滑不良時 局部易出現(xiàn)干摩擦現(xiàn)象 難以電鍍處既有較高硬度 又有較大厚度的鉻層 一般的鍍鉻修復(fù)工藝包括 鍍銅 鍍鎳 鍍鉻需要注意的是 上述修復(fù)流程不可少 也就