电铸工艺-ppt
《铸造工艺》PPT课件
2.镦粗。使金属坯料的横截面积增大,高度减小的工序。用来锻 齿轮坯、圆盘等;也可以作为环、套类空心件冲孔前的预备工序; 还可以增加拔长的锻造比。见图4.14。
第4章
• 4.1.4 铸件的质量检验与缺陷分析 • 常见铸件缺陷的特征及缺陷产生原因见下表:
第4章
第4章
第4章
• 4.2 特种铸造简介 • 特种铸造指有别于砂型铸造的其他铸造方法,如金属型铸造、熔模
铸造、离心铸造、压力铸造、磁型铸造等。
• 4.2.1 金属型铸造 • 将金属液浇入到金属铸型中,依靠重力作用而获得铸件的铸造方法
第4章
• 4.3 锻造 • 锻造是利用外力,通过工具或模具使金属材料发生塑性变形,获得
一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件的加工方法。根据所用设备和 工具的不同,锻造分为自由锻造、模型锻造、胎模锻造和特种锻造 四类。与其他加工方法相比,锻造具有以下特点: • (1)改善金属的组织,提高力学性能。 • (2)生产率较高。 • (3)节省材料和加工工时。。 • (4)适用范围广。 • 锻造的不足之处是不能获得形状很复杂的锻件。 • 4.3.1 金属的锻造性能 • 金属的锻造性能是指金属材料锻造的难易程度。锻造性常用金属的 塑性和变形抗力来综合衡量。塑性越好,变形抗力越小,则金属的 锻造性越好;反之则差。 • 影响金属锻造性能的因素有以下几方面。 • 1.金属的化学成分和组织 • 一般纯金属及其固溶体的锻造性最好,化合物的锻造性最差。钢中 的Cr、W、Mo、V等碳化物形成元素,会降低锻造性,而S、Cu、 Sn、Pb等元素分布于晶界,也降低锻造性。铸态的粗晶结构比细 晶粒组织的锻造性差。
电铸工艺
計算公式
溶出量 W: W =MIt / nF 除去理論體積Vo Vo =MIt / nFγ=VsIt γ =元素密度 Vs=比加工體積(mm3/A*min) 實際除去理論體積 V: V= ηVo = ηMIt / nF γ= ηVsIt η =電流效率
電解液功能
1. 工具陰極不發生電著,以高電流效率電 解溶出陽極。 2. 從加工間隙除去電解生成物。 3. 除去加工中發生的熱。
電鑄鎳浴種類(III)
5. 氯化物鍍鎳浴:氯化物鍍鎳鍍液其導電 高及分散能力佳,鍍層結晶細緻、平滑、 硬度高,但由於其鍍層應力過大和鍍液 腐蝕力強,所以目前使用不廣泛。
電鑄方式
1. 複合電鍍 :在傳統電解液的電鍍技術上,衍 生以電鍍的方式將導體或非導體的微粒及金 屬共沈積在基材上,所製成的複合鍍層,因 功能上的需求,可使其具有增加導電性、抗 磨耗、潤滑等特性。 2. 合金電鍍 :在陰極上同時沈積兩種金屬,這 種電鍍和以微量金屬鹽作為光澤劑所得到的 光澤鍍層大大不同。光澤電鍍所含異種金屬 鹽甚少,但合金電鍍則較多。
Photo-Mask製作
3.光罩種類
(1)乳劑光罩:照相乾板的銀鹽乳劑中間 原圖照相製板可用里斯型感光材料最終 縮小可用超微粒子李普曼型乳劑高解像 乾板。 (2)硬罩(Hard mask-Cr mask):使用 光蝕刻法製作Cr mask,有on-off性與 lift-off性。
光阻(Photo-resist)
濕蝕刻
加工形狀: 等方性蝕刻 Side etch or under cut 側蝕量隨加工 深度而增大。 S = (W2-W1)/2; 腐蝕係數:f = d/s = 2d/ (W2-W1)
濕蝕刻
異方性蝕刻: Si-HF+HNO3+CH3COOH→等方向性。 -用氧化劑(銨、 KOH等) 螯合劑(異丙醇、Pyrocatechol等)水等組合 →異方性蝕刻〈100〉方向蝕刻快。 〈111〉方向蝕刻慢。 選擇性蝕刻 乾蝕刻—IC、LSI
铸造工艺方案及工艺图示例PPT课件
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(2)方案Ⅱ 沿底面分型,铸件全 部位于下箱,为铸出 110 mm凹槽必须采用 挖砂造型。
方案Ⅱ克服了方案工的 缺点,但轴孔内凸台 妨碍起模,必须采用 两个活块或下型芯。 当采用活块造型时, φ30 mm轴孔难以下芯。
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(3)方案Ⅲ 沿110 mm凹槽底面分 型。
优缺点与方案Ⅱ类同, 仅是将挖砂造型改用 分模造型或假箱造型, 以适应不同的生产条 件。
该方案只需制造 一个圆柱形内孔 型芯,利于减少 制模费用。
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(2)大批生产工艺方案
方案(2)所示,采用一个分模面、两箱造型,轴孔处于 中间的浇注位置。该方案造型操作简便,生产效率高,但增 加了四个形成Φ16 mm圆形凸台的1#外型芯及一 个形成 长 方形凹坑的3#外型芯,因而增加制造芯盒及造芯的费用。 但由于批量大,该费用均分到每个铸件上的成本就较低,因 而是合算的。
零件的铸造工艺图的制定及铸件图举例(一) 首先应综合考虑浇注位置和分型面的确定,1 加工余 量、2 起模斜度,3 砂芯的部位,要画出砂芯的位置、 形状和芯头。
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3
上 下
收缩率 1%
Φ150 Φ70
全部 M15×4均布
110
Φ50
Φ100
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4
Φ80
收缩率1%
Φ50
Φ200
产效率高。
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车床刀架转盘:
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第四节 综合分析举例 砂铸工艺设计综合分析举例
铸造工艺图ppt课件
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设
计
要
点
铸造工艺 方案的确定
工艺参数 的确定
浇注系统 和冒口
铸造工艺 图的绘制
铸造工艺设计包括:
Ø选择铸造方法或造型方法
Ø铸件的浇注位置和分型面位置,型芯和芯头结构;
Ø加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数;
Ø浇注系统、冒口和冷铁的布置等;
Ø将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图
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1.2 铸造工艺图概述
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浇注位置,分型面,分模面,活块,本模的类型和 分型负数,加工余量,拔模斜度,不铸孔和沟槽, 砂芯个数和形状,芯头形式、尺寸和间隙,分盒面, 芯盒的填砂(射砂)方向,砂芯负数,砂型的出气孔, 砂芯出气方向、起吊方向,下芯顺序,芯撑的位置、 数目和规格,工艺补正量,反变形量,非加工壁厚 的负余量,浇口和冒口的形状和尺寸,冷铁形状和 个数,收缩筋(割筋)和拉筋形状、尺寸和数量,和 铸件同时铸造的试样,铸造收缩率等
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1.1. 3 设计的内容和程序
选择铸造方法或造型方法 铸件的浇注位置和分型面位置,型芯和芯头结构; 加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数; 浇注系统、冒口和冷铁的布置等; 将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图上表示出 来,绘制铸造工艺图。
工作程序:审图—初步方案—讨论—确定—设计—
会签—修改—生效。
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四羊方尊 高58.3厘米;重 34公斤。1938年湖南 省宁乡县出土。商代 方尊的代表。 铜尊盛行于商代和 西周时期,是一种饮 酒用具。这件四羊方 尊是现存商代青铜方 尊中最大的一件,是 国家特级文物。 被认为是中国青 铜铸造史上最杰出的 作品之一 。
电铸工艺
八、产品设计注意事项
铭牌表面效果,可采用磨砂面、 拉丝面、光面、镭射面相结合的 方式。光面多用于图案或者产品 的边缘,产品表面应该避免大面 积的光面,否则易造成划伤;磨 砂面和拉丝面多用于铭牌底面, 粗细可进行调整;在实际的生产 中,磨砂面的产品要比拉丝面的 产品不良率低,但是开发周期长 一些。镭射面多用于字体和图案, 也可用于产品底面。
富效 细果 腻丰 高一致性
四、电铸的应用
主要用来是精确复制微细、复杂和某些难于用其 他方法加工的特殊形状的工件。 广泛应用于手机,电话,电脑,照相机等电子产 品上。 在手机上的应用主要在,Logo、摄像头装饰件, 功能键、小的装饰片等
摄像头 装饰件
装饰片
Logo
五、电铸用的材料
电铸镍 电铸铁 电铸铜 电铸镍钴合金 电铸镍锰合金 电铸金 电铸银
由于产品性能和价格原 因其他金属用得较少, 目前镍的电铸应用最广
电铸用镍饼
六、电铸的基本原理
把预先按所需形状制成 的电铸模作为阴极,用 电铸材料作为阳极,一 同放入与阳极材料相同 的金属盐溶液中,通以 直流电。在电解作用下, 电铸模表面逐渐沉积出 金属电铸层,达到所需 的厚度后从溶液中取出, 将电铸层与原模分离, 便获得与原模形状相对 应的金属复制件。
厚度均匀性
八、产品设计注意事项
孔径最小应在0.6mm 以上,孔边距在 0.8mm以上。 对于孔边距小于1mm 的冲裁方式如右图, 分两次间隔冲孔。
电铸工艺
利用金属的电解沉积原理来精确复制某些复杂或特殊形状工件的特种加工方法。
它是电镀的特殊应用。
电铸是俄国学者Б.С.雅可比于1837年发明的。
最初主要用于复制金属艺术品和印刷版,19世纪末开始用于制造唱片压模,以后应用范围逐步扩大。
图为电铸的基本原理。
把预先按所需形状制成的原模作为阴极,用电铸材料作为阳极,一同放入与阳极材料相同的金属盐溶液中,通以直流电。
在电解作用下,原模表面逐渐沉积出金属电铸层,达到所需的厚度后从溶液中取出,将电铸层与原模分离,便获得与原模形状相对应的金属复制件。
电铸的金属通常有铜、镍和铁3种,有时也用金、银、铂镍-钴、钴-钨等合金,但以镍的电铸应用最广。
电铸层厚度一般为0.02~6毫米,也有厚达25毫米的。
电铸件与原模的尺寸误差仅几微米。
电铸的主要用途是精确复制微细、复杂和某些难于用其他方法加工的特殊形状工件,例如制作纸币和邮票的印刷版、唱片压模、铅字字模、金属艺术品复制件、反射镜、表面粗糙度样块、微孔滤网、表盘、电火花成型加工用电极、高精度金刚石磨轮基体等。
原模的材料有石膏、蜡、塑料、低熔点合金、不锈钢和铝等。
原模一般采用浇注、切削或雕刻等方法制作,对于精密细小的网孔或复杂图案,可采用照相制版技术。
非金属材料的原模须经导电化处理,方法有涂敷导电粉、化学镀膜和真空镀膜等。
对于金属材料的原模,先在表面上形成氧化膜或涂以石墨粉,以便于剥离电铸层。
电铸设备由电铸槽、直流电源(一般是12伏,几百至几千安) 以及电铸溶液的恒温、搅拌、循环和过滤等装置组成。
电铸溶液采用含有电铸金属离子的硫酸盐、氨基磺酸盐、氟硼酸盐和氯化物等的水溶液。
电铸的主要缺点是效率低,一般每小时电铸金属层的厚度为0.02~0.05毫米。
采用高浓度电铸溶液,并适当提高溶液温度和加强搅拌等措施,可以提高电流密度,缩短电铸时间,从而可以提高电铸效率。
这种方法在镍的电铸中已获得应用。
电铸与电镀同属于电沉积技术.1 主要区别是实施的工艺方法和对实施过程中其技术要求的不同。
电铸工艺技术
• 正 型 ( Positive resist ) - 感 光 部 分溶於現象液, 使用正像光罩。
光蝕刻與光電鑄工程對比
正負光阻特性比較光阻膜形源自法1. 浸澤法(Dip coating)。 2. 流塗法(Flow coating)。 3. Spinner coating:200-700rpm,膜薄
電鑄浴種類與電鑄品機械性質
電鑄鎳浴種類(I)
1. 瓦特鍍浴(Watts Bath):主要以硫酸 鎳 ( NiSO4‧7H2O ) 、 氯 化 鎳 (NiCl2‧6H2O)、硼酸(H3BO3)所組 成,而目前大多數使用的鍍鎳液只以瓦 特鍍液為基礎而稍加修改。
2. 胺基磺酸鹽鍍鎳浴:胺基磺酸鎳由於具 有較佳的沈積速率和較低的內應力,所 以較常被使用在電鑄及功能性鍍鎳上。
電鑄鎳浴種類(II)
3. 氟硼酸鹽鍍鎳浴:氟硼酸鹽鍍鎳鍍液中的金 屬離子含量高,金屬沈積速度快,而其鍍層 性質與瓦特鍍浴相似,目前由於鍍浴的腐蝕 性強且成本高,所以應用上並不普遍,只用 在厚鍍及電鑄上。
4. 全硫酸鹽鍍鎳浴:此鍍液中不含氯化物僅添 加幾乎等量的硫酸鎳與硼酸,用於不溶性陽 極的場合,鍍液不會腐蝕電解時亦不會產生 氯氣。主要應用在細長管子的內壁電鍍。
母模的表面處理
1. 導體化處理:賦予導體性的方法有 塗佈石墨或金屬粉,濺散蒸著、無 電解鍍金的化學方法。
2. 離模處理:在表面形成金屬還原皮 膜或石墨塗膜,可使母模有導電性, 也容易剝離電著金屬。處理方法有 機械式與化學式兩種。
電鑄性質
電鑄使用的金屬種類取決於各種要因 ,最重要的是硬度、抗拉強度、延性 等機械性質,若選擇適當的金屬,可 得到極廣泛的硬度及伸長度。最常用 的金屬為銅、鎳、鐵等。
电铸工艺学习
电铸用镍饼
四、电铸工艺过程
制品图样→金属模型→表面清洗→涂脱模剂 非金属模型→表面清洗→涂刷导电层 模具总装←型腔加固←脱模←电铸
四、电铸工艺过程
模型制作
电铸模型又称母模,其形状与所需型腔相反。制作模型的材料可用金属材 料如铝、铜、低碳钢以及低熔点合金等,也可用非金属材料如塑料、石蜡 、石膏等。
表面处理
清洗脏物和油污,以利于金属离子吸附; 金属原模表面钝化,形成钝化膜,以利于脱模; 非金属原模表面导电化处理,使模型具有导电能力;
四、电铸工艺过程
实例:唱片的电铸
五、电铸缺陷
电沉积过程由于电铸过程中析出氢气以及电流 密度低等原因,铸层易出现麻点,针孔、结晶 粗大,出现应力,使铸层的物理特性下降,过 大的内应力可能会引起铸层变形,甚至与开裂 。
电铸工艺学习
HUANG
目录
产品展示 电铸的定义 电镀与电铸的区别 电铸的材料 电铸的工艺过程 电铸缺陷 电铸的特点 电铸的应用
产品展示
彩色纹路文字+喷砂面烤漆
CD纹+高光字符
磨砂面+高光面+文字+钻石纹+字符+烤漆上色面
喷砂面+CD纹+PVD金
一、电铸的定义
通过电解作用使金属离子沉积在电铸模具表面,来复 制金属制品的过程。它是利用金属的电解沉积原理来 精确复制某些复杂或特殊形状工件的特种加工方法, 是电铸的特殊应用。
二、电镀与电铸的区别
同:都属于电沉积技术 异:电镀是研究在工件上镀覆防护装饰与功能性金属镀层的 工艺,要求镀层和产品良好附着;
电铸是研究电沉积拷贝的工艺以及拷贝与芯模的分离方 法、厚层金属与合金层的使用性能与结构,要镀层和模具易 分离。
第14讲 电化学加工PPT课件
(3)电铸加工的应用如下: 1)可复制精细的表面轮廓花纹。如唱片模,工艺美
术品模, 纸币、证券、邮票的印刷版等。 2)可按制品复制注塑模具和玻璃模型腔,型腔耐腐
蚀性好。 3)电铸电火花型腔加工用的电极,导电性好。 4)可制造复杂、高精度的空心零件和薄壁零件。
如波导管等。 5)可制造表面粗糙度标准样块、反光镜、表盘、异
形状复杂的母模,可先镀镍再镀铬;脱模困难的 深型腔,先喷上一层聚乙烯醇感光剂,经曝光烘干后 进行镀银处理。
用低熔点合金制成的母模不需要镀脱模层。
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2)石膏或木材制成的母模须防水处理。 在电铸前可用喷漆或浸漆的方法进行防水处理。
用石膏制成的母模还可采用浸石蜡的方法进行防水 处理。
3)非金属母模镀导电层处理 非金属不导电,不能直接电铸加工,因此要经过
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加固的方法有喷涂金属、无机粘结、铸铝、浇环 氧树脂或低熔点合金。
1)喷涂金属一般在电铸件的外层进行,达到一定厚 度后机加工。 2)无机粘结是将电铸件镶入配车的钢套内用无机粘 结剂粘结在一起。粘结层厚度为0.2~0.3mm。
3)铸铝是在电铸件的背后加固。 4)浇环氧树脂或低熔点合金是浇铸在电铸电极的内 壁,防止电极加工时变形。
导线及包扎处理,其目的是使导电层能够在电沉积操 作过程中良好地通电,并将非电铸表面予以隔离。
(3) 脱模和加固 电铸件壁厚较薄,一般要用其它材料在其背面加
固,防止变形,机械加工后再镶入模套,最后脱模。 常用的脱模方法有: 脱模架脱模、化学溶解母模、加工热熔化母模、
加热或冷却胀缩分离。
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金属母模脱模比较困难,常用脱模架或螺钉脱 模。可以用旋转螺钉的方法进行起模。
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2、电铸设备
电铸设备主要包括电铸槽、直流电源、恒温控制备、 水位自动控制设备、电子换向器和搅拌过滤系统。 (1)电铸槽
什么是电铸工艺
什么是电铸工艺?它有什么特点?电铸是在芯模表面电沉积金属,然后使两者分离来制取零件的工艺。
其基本原理与电镀相同,其区别在于电镀层要与基材牢固结合,而电铸层要与基材(芯模)分离;电镀层的厚度一般只有几微米到几十微米,而电铸层有零点几毫米到几毫米。
作为一种金属成型加工的工艺,电铸具有下述优点:1)能准确的复制出芯模的表面形貌。
如用电铸镍制造压制唱片或光盘的压膜。
2)可将难以甚至不能进行的内型面加工转变为容易进行的外型面加工,从而可大大提高加工零件的精度。
如电铸生产特殊型面的波导管、气切割嘴、塑料注射成型模具型腔。
3)容易得到由不同金属或金属与非金属组合的多层结构件。
如在芯模上电沉积薄的金、银、铜层后再缠绕碳纤维.环氧复合材料来制作轻型波导。
4)可电铸连接某些不能或不便于焊接的材料。
这是电铸加工的一种延伸。
如可电铸连接不锈钢一铝(或钛、铍)接头。
5)对电铸零件的尺寸原则上没有限制。
如可电铸长达5m、电铸层约lOmm的风洞喷管内壁,在不锈钢芯模上电铸出连续的、厚度约10μm的镍箔。
电铸的主要缺点是:1)在复杂型面的芯模表面难以得到厚度均匀的电铸层。
但可用对其表面进行机加工的方式予以补偿。
2)由于电铸层对芯模表面的复制性好,使其表面上的划伤等缺陷也会复制到电铸产品上。
3)生产周期长(薄壁件除外)。
一般沉积速度为:铜0.04~0.2mm/h、镍0.02~0.1mm/h、铁0.02~0.15mm/h。
原则上,凡能电沉积的金属或合金均可用于电铸,但从其性能、成本和工艺上考虑,尚有铜、镍、铁、镍钴合金等少数几种有实用价值。
目前在工业中广泛应用的只有铜和镍。
第十章 电铸工艺
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第三节 表面处理
一、执省 1.主要工具 2.操作工艺要 点
视频-表面处理
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二、除蜡、除银油
1.主要设备、 工具 2.主要材料 3.操作工艺 要点
除蜡
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除银油
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三、蘸酸
• 通过蘸酸清洁铸件 表面的脏物、斑点。 • 操作工艺要点
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四、过焗炉
• 目的: 1、是将水分、砂窿内的 酸、盐、蜡等杂质除 去,防止红点出现 2、以此来消除内应力, 改变饰件的脆性
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五、喷砂
1.主要设备 2.主要材料
3.操作工艺要点
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六、打磨
1.主要设备和工 具 2.主要材料 3.操作工艺要点
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七、浸保护剂
1.主要设备 2.主要材料 3.操作工艺要 点
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执蜡模
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一、雕模版
1.主要工具
2.主要材料
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雕模版流程
工艺设计
初坯雕刻
精细修饰
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雕蜡制作手法
制 作 手 法
立 体 圆 雕
高 浮 雕
薄 浮 雕
线 刻
透 雕
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二、复模、割模
1.主要设备、工具 2.主要材料 3.操作工艺要点
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三、注蜡
1.主要设备和工 具 2.主要材料 3.操作工艺要点
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四、执模
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四、落缸前准备
1.检查、修理蜡模 2.磅重
3.检查、修正铸液和设备指标
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4.各项技术指标的修正方法
(1)金盐(氰化金钾)的补充方法 (2)补充剂添加方法 (3)铸液比重 (4)温度 (5)PH值 (6)电流密度的测定 (7)电流密度的调整 (8)铸液纯净