电铸
塑胶电铸工艺
塑胶电铸工艺
电铸工艺,顾名思义,是利用电流的作用来实现金属铸造的工艺。
在电沉积工艺中,电流可以分为直流电流和交流电流。
当电源极性不变时,直流电流就是通过阳极进行电解而获得的电流。
在阴极上接上正极,而阳极则接负极,金属在阴极上的沉积称为电解沉积。
为了使金属在阴极上沉积得均匀,就需要在阴极和阳极之间施加一定的电压。
电压也是影响电镀质量的一个重要因素,过高的电压会导致电镀液温度升高而产生“反电蚀”现象;而过低的电压又会导致金属离子不能充分沉积到阴极表面,从而引起“过电蚀”。
此外,施加在金属表面上的直流电流密度也是影响电镀质量的重要因素之一。
过大的直流电流密度会使阴极板承受较大的过电蚀电流密度,导致阴极板表面金属层薄而粗糙;而过小的直流电流密度则会使阴极表面金属层厚而均匀。
在电铸工艺中,一般有两种电镀工艺:
一种是真空镀银,即利用真空使镀液在玻璃或金属板上进行电铸。
这种方法要求镀液中有一定含量的纯银或纯铜。
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电铸
一、电铸的特点:作为一种传统与现代结合的制造技术,电铸有以下优点:(1)快速的复制能力与其他机械加工方法相比,电铸可以用较快的速度制作出复杂零件的型腔和制品,特别是对于一些形状复杂!加工变形大的零件更加能够体现电铸的优点;(2)精确度高电铸加工能够复制皮肤纹理等微细表面或经过抛光后的表面,其复制精度可以达到次微米级"在新近发展中的微加工制造中,由于尺寸精度己经超出传统加工的范围,电铸的优势得到了明显的体现;(3)制造成本低电铸需要的设备投资少,其次除了加工过程中镀液的工艺损耗外,几乎没有加工边料的浪费"当然,电铸的缺点也是非常明显的,主要表现在以下几个方面:(1)铸层均匀性差,难以控制壁厚尺寸精度金属电沉积速度一般正比于阴极电流密度,电流密度的分布代表着电沉积速度的分布"电沉积复杂阴极芯模型面时,沉积层表面存在微小的凸起和凹陷"在凸起的地方电流线集中,凹陷处电流线稀疏"随着电沉积过程的持续,由于电场的正反馈作用,凸起和凹陷被加以放大,表面愈来愈粗糙,如不加以有效控制,可能在没达到足够厚度时,已经出现严重枝状凸起甚至烧焦,使电铸工艺失败"(2)难以精确控制镀层中的合金成分合金镀层中的合金含量直接影响薄壁器件的性能,但合金镀层中的合金含量受电解液配比!电铸温度!搅拌形式!电源参数等电铸参数综合作用的影响,目前还没有稳定控制合金镀层中的合金含量的实用技术或工艺措施"(3)脱模难在电铸过程中,要求金属沉积层与芯模基体具有一定的结合力,两者不能相互分离,否则电解液会进入金属沉积层与芯模基体间,使复制件表面遭受电解液的腐蚀而改变粗糙度,无法保证电铸质量"但如果金属沉积层与芯模基体间的结合力过大时,难以使复制件完整无损地从芯模中脱离"由于此类精密薄壁件的刚度和强度都相对较低,因此很难通过一般的机械脱模法使复制件完整无损地从芯模中脱离"目前在此类精密薄壁件的脱模中普遍采用化学腐蚀法破坏芯模的工艺方法,所以一个芯模只能生产一件零件,难以控制生产成本"这种方法还要使用大量的化学腐蚀液,存在环境污染问题"另外,在进行电铸之前通过对芯模表面进行表面处理,降低电铸过程中金属沉积层与芯模基体之间结合力,也可以为此类精密薄壁件的顺利脱模提供保证"目前,主要采用化学氧化芯模表面的方法,但由于影响电铸过程中金属沉积层与芯模基体之间结合力的因素较多且很复杂,如受芯模表面氧化状态!氧化膜特性!电铸过程参数等诸多因素的影响,目前还不能满足实际批量生产需要"二、电铸的原理:电铸(electroforming,EF)是利用电沉积方法在作为阴极的原型上进行加厚电沉积,从而复制出与原型一样的制品的方法,是电沉积技术的重要应用技术之一"自1838年俄国科学家耶可夫教授发明电铸铜技术,电铸技术己经历了一百多年的发展历程"电铸本质上是电镀的一种特殊形式,构成它的基本要素包括阳极!电解液!待镀工件模具(阴极)和电源,如图 1.1"然而作为工艺技术,电铸和电镀之间存在不少差异"电镀是在物体表面沉积一层金属镀层,作为装饰或保护层,它一般不需要形成独立支撑结构,是对镀件的表面进行改性修饰的技术;而电铸则要求电沉积的金属最终能够形成独立的结构,按照一定的方式复制作为电镀起始物的模版,是一种加工制造新个体的工艺技术"从工艺角度分析,电铸的镀层通常较厚"一般电镀镀层厚度约在1一50娜之间,而电铸镀层厚度一般大于几十微米,甚至经常达到几毫米以上"电铸形成的物件都能从基体上自然分离,而电镀的镀层因是保护金属基体或作为装饰之用,所以镀层与阴极必须结合得很好,以免剥落"电铸件的自身性能与基体是无关的,而电镀镀层的性能则与基体金属是互为补充的"电铸与电镀二者最大的差异在电镀制造的目的在于利用电解沉积形成工件表面的镀膜,提升工件表面精度!抗腐蚀能力等性能"而电铸制造在生产一精密电铸法制造复杂薄壁零件的工艺研究个本身具备所需相关力学性能的工件"因此电铸制造技术更加重视铸件本身的硬度!材料的组织!应力等性能"三、电铸的应用:(1)电铸与电弧喷涂的结合:目前,电铸与电弧喷涂制模的主要应用方面是快速制造注塑模具。
电铸工艺流程介绍特点应用及注意事项
电铸工艺流程介绍特点应用及注意事项电铸工艺是一种先进的制造工艺,它通过将金属加热至液态,然后注入到模具中,使其凝固成型。
本文将介绍电铸工艺的流程、特点、应用和注意事项。
一、电铸工艺流程电铸工艺包括准备模具、准备金属材料、加热金属、注入模具、冷却凝固、取出成品等几个主要步骤。
1.准备模具:首先要根据产品的形状和尺寸,制作好对应的模具,模具的材质和设计都直接影响到产品的质量和成型效果。
2.准备金属材料:选择合适的金属材料,根据产品的设计要求进行配比,并在一定的温度和湿度下进行预处理。
3.加热金属:将金属加热至液态,通常采用电炉或其他加热设备进行加热,确保金属达到合适的温度和流动性。
4.注入模具:在金属达到合适的温度后,将其注入到模具中,这一步要求操作精准,确保金属填充模具的每一个细节。
5.冷却凝固:金属注入模具后,需要等待一定的时间让其冷却凝固,这个过程会影响产品的硬度和强度。
6.取出成品:待金属完全冷却后,取出成品,并进行后续的清理和处理,最终得到符合设计要求的成品。
二、电铸工艺特点1.精度高:电铸工艺可以制作出尺寸精准、表面光滑的产品,非常适合制造精密零部件。
2.材料利用率高:由于是将金属加热成液态后注入模具,因此可以减少材料的浪费,提高材料的利用率。
3.生产效率高:电铸工艺可以大规模生产出相同尺寸和形状的产品,生产效率高,成本低。
4.适用范围广:电铸工艺可以用于多种金属材料,包括铝合金、铜合金、锌合金等,适用范围广。
5.成本较低:与其他制造工艺相比,电铸工艺的成本较低,可以大幅降低产品的生产成本。
三、电铸工艺应用电铸工艺在汽车制造、电子产品制造、航空航天、建筑装饰等领域都有广泛的应用。
1.汽车制造:汽车的零部件中有许多都是通过电铸工艺制造的,例如引擎外壳、车轮轮毂等,这些产品需要具备一定的强度和耐磨性。
2.电子产品制造:电铸工艺可以制造出精密的电子产品外壳、散热器等部件,保证产品的质量和外观。
浅谈电铸和电镀的区别
浅谈电铸和电镀的区别
2012-10-9 15:34:10 本站原创佚名 46 【字体:大中小】
浅谈电铸和电镀的区别
电铸的原理与电镀是相同的,电铸是通过电解使金属电沉积在铸模上制造或复制金属制品的过程,是电镀工艺的一种特殊应用,属于功能性电镀之一。
但是,电铸与通常所指的电镀又有所不同,主要表现在应用目的上,电镀主要应用于金属或非金属制品防护装饰方面,要求所得的镀层与基体结合牢固,镀层的厚度一般不大于1mm;而电铸则主要应用于形状复杂的金属制品的制造和复制制品的模具制造上,金属沉积层远大于电镀,一般都在几毫米以上。
最简单的电铸是:在一个芯模或原模上电解沉积坚固的金属层,然后将它们分离,这金属壳体即电铸件,其形状和粗糙度与芯模相似.
电铸与一般机械加工工艺相比,具有制造上“简单化”,形状上“逼真化”,制造品“轻量化”的优点。
但是,电铸现时也存在一些不足之处,最主要是生产周期过长,有时需要几小时,几十小时甚至更长,镀层制造费用高。
不过,随着科学技术的进步,电铸也正不断改进中逐步向前发展.。
电铸工作原理
电铸工作原理
电铸是一种利用电力和电化学原理,将金属溶液通过电解的方式,在电磁场的作用下,将金属沉积在导体上的工艺。
其工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 金属溶液制备:将所需的金属物质溶解在适当的溶剂中,形成金属离子的溶液。
通常使用的溶剂包括水、酸、盐等。
溶液中所含的金属离子浓度会影响电铸的质量和速度。
2. 电解槽构建:将导体(如铜、铁等)作为阴极,将带有金属离子溶液的容器作为阳极,在两者之间建立电解槽。
同时,还需设置电源、电解液循环系统、保温系统等辅助设备,以确保电铸的进行。
3. 电解过程:通过外加电压,使金属离子在电解槽中发生电化学反应。
此时,金属离子会失去电荷,形成金属原子,然后在导体表面沉积。
同时,阳极也会发生反应,形成与金属离子对应的阴离子。
4. 电磁场作用:在电铸过程中,还会通过设置电磁场来改善铸件的质量和形态。
电磁场可以通过电磁铁等设备产生,其作用是通过电磁感应力对熔融金属和金属离子施加远程力,抑制电极表面的电流密度分布不均、镀层厚度分布不均等问题。
5. 金属沉积:随着电解过程的进行,金属离子逐渐沉积在导体上,形成金属铸件。
沉积的金属的质量和形态等特性受到电铸条件(如电流密度、电压、温度等)、金属离子浓度和金属离
子还原速度等因素的影响。
6. 铸件处理:完成电铸后,所得到的铸件通常需要进行后续的处理工序,如清洗、热处理、机加工等,以达到所需的精度和表面质量。
综上所述,电铸通过利用电力和电化学原理,实现金属离子在电解槽中的电解沉积,并通过设置电磁场等手段,控制和改善沉积过程,最终得到所需的金属铸件。
电铸的边缘效应
电铸的边缘效应一、引言电铸是一种常用的制备金属微纳米结构的方法,其优点包括高效、低成本、易操作等。
然而,在电铸过程中,由于液体金属表面张力的存在,会导致边缘效应的出现,这对于制备高质量的微纳米结构来说是一个挑战。
本文将详细介绍电铸的边缘效应及其影响因素。
二、电铸的基本原理电铸是利用外加电场使得金属离子在电极表面还原沉积而成为微纳米结构。
在电场作用下,离子会向阳极或阴极运动,并在其中一个位置还原沉积形成金属结构。
当阳极和阴极之间距离很小时,由于液体金属表面张力的作用,会导致沉积物在边缘处形成凸起或凹陷。
三、边缘效应的产生机理1. 表面张力液体金属表面张力是导致边缘效应产生的主要因素之一。
在电铸过程中,由于液体金属表面张力与外界环境接触时所受到的作用力不同,导致沉积物在边缘处形成凸起或凹陷。
2. 电场分布电场分布是另一个导致边缘效应产生的重要因素。
在电铸过程中,由于电极之间距离很小时,电场会出现非均匀分布的情况,导致沉积物在边缘处形成凸起或凹陷。
四、影响因素1. 电极间距离电极间距离是影响边缘效应的主要因素之一。
当电极间距离很小时,由于液体金属表面张力和电场分布的作用,会导致沉积物在边缘处形成凸起或凹陷。
2. 电解液浓度电解液浓度也是影响边缘效应的一个重要因素。
当电解液浓度过高时,会导致沉积物在边缘处形成凸起或凹陷。
3. 电流密度电流密度是另一个影响边缘效应的因素。
当电流密度过大时,会导致沉积物在边缘处形成凸起或凹陷。
五、解决方案1. 控制电极间距离通过控制电极间距离,可以减少液体金属表面张力和电场分布的影响,从而减少边缘效应的产生。
2. 优化电解液浓度通过优化电解液浓度,可以减少边缘效应的产生。
3. 控制电流密度通过控制电流密度,可以减少边缘效应的产生。
六、结论在电铸过程中,边缘效应是一个不可避免的问题。
然而,通过控制电极间距离、优化电解液浓度和控制电流密度等方法,可以有效地减少边缘效应的影响。
7.1.37.1.3电铸成型
3.电铸的应用 电铸加工主要应用航空、仪器仪表、精密机械、模
具制造等方面。
刻度盘模具型腔电铸过程
谢谢观看
1.电铸成型原理与特点
电铸与电镀有不同之处,电镀时要求得到与基体结合牢固的金 属镀层,以达到防护、装饰等目的。而电铸则要电铸层与原模分离, 其厚度也远大于电镀层。
阳极的金属原子失去电子而成为正离子,源源不断地补充到电 铸液中,使溶液中的金属离子浓度保持基本不变。当母模上的电铸 层达到所需的厚度时取出,将电铸层与型芯分离,即可获得型面与 型芯凹、凸相反的电铸模具型腔零件的成型表面。
特点
1 2 3
复制精度高,表面粗糙度Ra可达0.1μm, 一般不需抛光即可使用。
母模材料不限于金属,有时还可用制品 零件直接作为母模。
表面硬度可达35~50HRC,所以电铸型 腔使用寿命长。
4 电铸可获得高纯度的金属制品。
5
电铸时,金属沉积速度缓慢,制造周期 长。
6
电铸层厚度不易均匀,且厚度较薄,仅 为4~8 mm左右。
搅拌和循环过滤系统 为了降低电铸液的浓差极化,加大电流密度,减少加
工时间,提高生产速度,最好在阴极运动的同时加速溶液 的搅拌。搅拌的方法有循环过滤法、超声波或机械搅拌等。 循环过滤法不仅可以使溶液搅拌,而且在溶波不断反复流 动时进行过滤。
恒温控制系统 电铸时间很长,所以必须设置恒温控制设备。
它包括加热设备(加热玻璃管、电炉等)和冷却设备 (冷水或冷冻机等)。
2. 电铸设备 电铸设备主要包括电铸槽、直流电源、搅拌和循环过滤 系统、恒温控制系统等 。
电设备
深圳市昊光机电应用科技有限公司电铸机
电铸槽 电铸精材料的选取以不与电解液作用引起腐蚀为原
则,一般用钢板焊接,内村铅板或聚氯乙烯薄板等。
电铸
电铸:属天电镀的一种,区别在于形成的合金层从母模中剥离出来。
电铸法的优点:1、能进行超精密加工(复制精度好)。
电铸最重要的特征是它具有高度“逼真性”。
电铸甚至可复制0.5微米以下的金属线。
例如:1英寸的宽度内,有2500根3.5微米的超细线的电视摄像机用的高精度金属网(超细金属网),就使用了电铸法进行生产的。
而香烟过滤嘴的纤维,也是使用纤维素通过超细金属网制成的,这是用其他金属加工法所不能达到的。
电铸复制的精度是非常高的。
高精度金属网的制造法,是在底板上用照相制板技术按需要涂上绝缘层(保护层),然后以此作为模板进行电铸。
2、能调节沉积金属的物理性质。
可以通过改变电镀条件,镀液的组分的方法来调节沉积金属的硬度、韧性和拉伸强度等。
还可以采用多层电镀、合金电镀、复合电度镀方法得到其他加工方法不能得到的物理性质。
3、不受制品大小的限制。
只要能够放入电镀槽就行。
4、容易制出复杂形状的零件。
电铸法的缺点:1、操作时间长。
例如:用3A/dmm的阴极电流密度沉积3mm厚的镍层,需要25h20min。
即使用是小薄零件要镀厚层时,成本很高,但是电镀过程中可以无人管理。
2、要有经验和熟练技能的人员操作。
电铸装置是简单的,但在复制复杂形状的模型中要制造母模、导电层处理、剥离处理等,这些工序都要求有经验和熟练技能的人员才能操作。
3、必须有很大的作业面积。
即使是小制品,也需要有镀槽、水洗槽等平面布置,废水处理装置必须有相当大的作业面积。
4、除了要有电镀操作技术外,还必须有机械加工和金属加工知识。
电铸法并不是单用电镀操作而制出制品,还要进行衬底加工、研磨等机械操作,所以必须具备这些方面的知识和技巧。
电铸制品应用领域:1、制造复制品。
包括原版录音片及其压模、印模、粗糙度标准片、美术工艺品、建筑五金、佛具等金属五金类。
2、制造模具。
包括塑料成形模具、冲压模具、镍-钴-钨硬质合金电铸模具、印刷用字母等。
3、金属箔与金属网的制造。
印刷线路板用铜箔,各种金属网、平板或旋转过滤网(印染、电器及电子零件用)、特殊刀片等。
电铸工作原理
电铸工作原理
电铸工作原理指的是利用电化学原理来实现金属铸造的一种方法。
电铸是一种通过电解法将金属材料溶解在电解液中,然后在电化学条件下对金属离子进行还原而形成金属实体的工艺。
电铸通常包括以下几个步骤:
1. 准备工作:选择合适的金属材料作为阳极,并将其加工成所需的形状。
同时,选择合适的电解液和阴极材料,并准备好电解槽和其他设备。
2. 构建电解池:将电解槽分成阳极室和阴极室,阳极和阴极分别放置在相应的室内。
阳极室通常由金属材料构成,而阴极室可以是金属、导电塑料等。
3. 预处理工作:将阳极材料进行表面处理,以去除杂质和氧化物等,保证金属材料表面的纯净度和平滑度,便于后续的电铸工艺。
4. 导电涂层:为了提高阳极的导电性,可以在其表面涂覆一层导电涂层。
这可以帮助电流在阳极材料表面均匀分布,避免电极腐蚀和不均匀的金属沉积。
5. 电解过程:开始电铸,将阳极和阴极分别与电源连接。
通过控制电流的大小和时间,使得阳极上的金属材料逐渐溶解到电解液中,同时在阴极表面上沉积出金属原子并逐渐堆积成固体金属。
6. 分离和处理:当金属在阴极上积累达到一定厚度后,可以将其从阴极上分离下来,得到所需的金属铸件。
然后可以进行后续的处理,例如清洗、抛光、热处理等,以获得最终的金属产品。
电铸工作原理基于金属离子在电化学条件下的迁移和还原过程,通过控制电流和时间,可以控制金属沉积的速率和形态,从而制备出具有良好表面质量和准确形状尺寸的金属制品。
这种工艺不仅可以提高生产效率,还可以实现一些传统铸造方法无法达到的复杂形状和细小尺寸的金属制品的生产。
电铸工艺流程
电铸工艺流程电铸工艺是一种利用电解作用将金属或合金沉积在导电基底上的方法,广泛应用于制造业中。
电铸工艺流程包括原料准备、模具制备、电解液配制、电铸操作等多个环节。
下面将详细介绍电铸工艺的流程。
首先,原料准备是电铸工艺的第一步。
在进行电铸之前,需要准备好所需的金属或合金原料,确保其纯度和质量符合要求。
同时,还需要准备好其他辅助材料,如模具、电解液等。
接下来是模具制备。
模具的制备对于电铸工艺至关重要,它直接影响到最终产品的质量。
在制备模具时,需要根据产品的形状和尺寸设计制作相应的模具,确保能够满足产品的要求。
第三步是电解液配制。
电解液是电铸过程中的重要介质,它能够提供必要的离子以及维持电流的稳定。
在配制电解液时,需要根据不同金属或合金的特性,选择合适的电解液配方,并严格按照配方比例进行配制。
然后是电铸操作。
在进行电铸操作时,需要将准备好的原料放置在电解槽中,通过施加电流,使金属或合金离子在导电基底上沉积,最终形成所需的产品。
在电铸过程中,需要控制好电流密度、温度、时间等参数,确保产品的质量和稳定性。
最后是产品处理。
经过电铸后,产品需要进行一定的处理,如去除残留的电解液、清洗、抛光等,最终得到成品。
产品处理的质量直接关系到最终产品的外观和性能,因此需要特别注意。
总的来说,电铸工艺流程包括原料准备、模具制备、电解液配制、电铸操作和产品处理等多个环节,每个环节都需要严格控制和操作,确保最终产品的质量和稳定性。
希望通过本文的介绍,能够对电铸工艺流程有一个更加全面和深入的了解。
电 铸 成 形
电铸成形
▪ 电铸成形的特点:
3)原模的材料不一定是金属,可采用其他材料或 制品零件本身,经导电化处理后直接作为原模。
电铸成形
▪ 电铸成形的特点:
4)电铸镍具有一定的抗拉强度和硬度,因此铸成 之后不需热处理。
电铸成形
▪ 电铸成形的特点: 5)不需特殊设备,操作简单。
电铸成形
▪ 2 电铸设备 电铸设备主要由直流电源、电铸槽、搅拌和循环过滤系统、加热
和冷却系统等部分组成 。
电铸成形
▪ 2 电铸设备
1)直流电源。电铸通常采用低电压、大电流的直 流电源。电压一般在 12V 以下并可调节。电铸 电流密度一般为1500~ 3000 。直流电源一般 采用硅整流器,也有采用晶闸管整流的。
电铸成形
▪ 2 电铸设备
2)电铸槽。电铸槽的材料应以不受电铸液腐蚀为 原则。一般用钢板焊接,内衬铅板或聚氯乙烯 薄板等。也有用较厚的聚氯乙烯硬板焊接或用 聚树脂和玻璃纤维枯合而成的。小型电铸槽可 用陶瓷。玻璃或抢瓷制品;大型的可用耐酸砖 衬里的水泥槽。
电铸成形
▪ 2 电铸设备
3)搅拌和循环系统。为了降低电铸液的浓差极 化,加大电流密度,减少工作时间,提高生产 速度,最好在阴极运动的同时,加速溶液的搅 拌。搅拌的方法有循环过滤法。超声波或机械 搅拌等。循环过滤法不仅可以使溶液得以搅 拌,而且可在溶液不断反复流动时进行过滤。
电铸成形
▪ 2 电铸设备
4)加热器和冷却器。电铸时间很长,为了在电铸 期间对溶液进行恒温控制,需要加热或冷却。 加热可用电炉、加热玻璃管,冷却则用冷水或 冷冻机。
电铸成形
▪ 3 电铸工艺过程 阴极电沉积操作只不过是模具电铸工艺过程的一部分,模具的整
个电铸工艺过程,一般应该包括如下工序: (1)在分析产品图样的基础上设计制造原模 (2)电铸前处理 (3)电铸成形 (4)衬背 (5)脱模
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。
电铸规范标准最新
电铸规范标准最新电铸工艺的核心在于确保沉积金属层的均匀性、附着力和纯度。
最新的规范标准涵盖了电铸过程中的各个环节,包括材料选择、溶液配制、电铸参数设定、后处理等。
1. 材料选择- 基底材料应具有良好的导电性和化学稳定性,常用的有铜、镍等。
- 电铸金属应根据最终产品的要求选择合适的纯度和类型,如金、银、铂等。
2. 溶液配制- 电铸液应根据所选金属的化学性质配制,确保溶液的浓度、pH值和温度符合工艺要求。
- 定期检测溶液的浓度和稳定性,以保证电铸过程的连续性和一致性。
3. 电铸参数设定- 电流密度应根据电铸金属的类型和沉积速率要求进行调整,以避免过镀或不均匀沉积。
- 电铸时间需根据金属层的厚度要求确定,以确保达到所需的覆盖度。
- 电铸过程中应控制好搅拌速度和溶液温度,以维持溶液的均匀性和电导率。
4. 设备与环境要求- 电铸设备应具备良好的密封性和耐腐蚀性,以防止溶液污染和设备损坏。
- 电铸环境应保持清洁、干燥,避免空气中的尘埃和湿气对电铸过程造成影响。
5. 后处理- 电铸完成后,应及时进行清洗和干燥,去除基底上的残留溶液。
- 根据产品要求,可能需要进行退火、抛光等后续处理,以改善金属层的物理性能。
6. 质量控制- 定期对电铸产品进行质量检测,包括厚度、均匀性、附着力等指标。
- 建立完善的质量管理体系,确保电铸产品符合行业标准和客户要求。
7. 安全与环保- 电铸过程中使用的化学品应符合环保要求,避免对环境造成污染。
- 操作人员应穿戴适当的防护装备,确保操作安全。
随着技术的不断进步,电铸规范标准也在不断更新和完善。
企业应密切关注行业动态,及时更新自身的工艺和设备,以满足最新的规范要求,保证产品的质量和市场竞争力。
电镀与电铸加工的异同点
电镀与电铸加工的异同点
电镀和电铸是两种常见的金属加工方法,它们都通过电流的作用来实现金属表面的改性和涂覆。
虽然它们有相似之处,但在工艺和应用方面存在一些不同。
电镀和电铸的相似之处在于它们都是利用电解作用来完成金属加工。
电镀是将金属离子通过电解沉积到工件表面,形成一层金属涂层。
而电铸则是将熔化的金属通过电解注入到模具中,形成所需的零部件。
在工艺方面,电镀和电铸也存在一些差异。
电镀通常需要将工件浸泡在含有金属离子的电解液中,然后通过施加电流使金属离子沉积到工件表面。
而电铸则需要先将金属熔化,然后通过电流将熔融金属注入到模具中,再冷却凝固形成零部件。
电镀和电铸在应用方面也有所不同。
电镀主要用于提高金属的耐腐蚀性、装饰性和导电性,常见的应用包括汽车零部件、家具五金等。
而电铸则多用于生产复杂形状的金属零部件,如发动机零部件、航空航天零部件等。
由于电铸可以实现复杂形状的精确复制,因此在某些特殊领域具有更广泛的应用。
总体而言,电镀和电铸是两种不同的金属加工方法,它们都利用了电解作用来实现金属表面的改性和涂覆。
电镀主要用于改善金属的性能和外观,而电铸则用于生产复杂形状的金属零部件。
虽然它们
有一些共同之处,但在工艺和应用方面存在一些区别。
电铸工艺流程电铸的特点、原理及应用
电铸工艺流程|电铸的特点、原理及应用什么是电铸?电铸是指在芯模上电沉积,然后分离以制造(或复制)金属制品的工艺。
它的基本原理和电镀相同。
但是,电镀时要求得到与基体结合牢固的金属镀层,以达到防护、装饰等目的,而电铸层要和芯模分离,其厚度也远大于电镀层。
电铸工艺流程:电铸的工艺流程可分四大部分:原模的选择与制作、电铸前处理、电铸和电铸后处理。
原模一般根据所选用的材料不同分为金属原模和非金属原模,根据用途不同又可分为一次性和反复使用原模。
对于金属原模电铸前处理主要包括表面净化(表面整理、除油和除锈等)和脱模处理。
表面净化是为获得均匀平整的电铸制品,脱模处理则是设置脱模剂或隔离层,便于电铸后脱模。
对于非金属原模电铸前表面净化(除油、敏化和活化等)是为导电化处理奠定基础,而导电化处理则是让非金属原模表面金属化。
电铸后处理包括衬背和脱模,衬背用于加固电铸制品,避免脱模或后续加工时损坏。
电铸的特点:电铸和一般机械加工工艺相比有很多优点:(1)能把机械加工较困难的零件内表面转化为芯模外表面,能把难成型的金属转化为易成型的芯模材料(如蜡、树脂等),因而能制造用其它方法不能(或很难)制造的特殊形状的零件。
(2)能准确地复制表面轮廓和微细纹路。
(3)改变溶液组成和工作条件,使用添加剂,能使电铸层的性能在宽广的范围内变化,以适应不同的需要。
(4)能够得到尺寸精度高、表面光洁度好的产品。
同一芯模生产的电铸件一致性好。
(5)能得到纯度很高的金属制品(电解金属)、多层结构的构件,并能把各种金属、非金属部件拼镀成一个整体。
由于有上述特点,电铸工艺被用来制造形状复杂、精度高的空心零件(如波导管等),注塑用的模具、薄壁零件(有时厚仅几十微米),复制精细的表面轮廓(如唱片模、艺术品)等,将成为广泛应用的工艺之一;但是,电铸也有一些缺点如生产周期长,成本比较高,厚度很难均匀,并且会把芯模上的伤痕带到产品上。
电铸的原理:电铸是利用金属离子阴极电沉积原理,在导电原模(芯模)上沉积金属、合金或复合材料,并将其与原模分离以制取制品的过程。
电铸工艺流程电铸的特点原理及应用
电铸工艺流程电铸的特点原理及应用
一、特点:
1.精度高:电铸工艺流程可以制造出形状复杂的零件,在精密领域有
广泛应用。
2.表面光滑:由于电解液的流动状态和离子的受电场作用,电铸零件
的表面很光滑,无需经过后续的抛光处理。
3.成本低:相对于传统的机械加工方法,电铸只需要少量的原材料和
设备,成本较低。
4.生产效率高:电铸可以实现批量生产,提高生产效率。
二、原理:
电铸是指在电场的作用下,由溶解在电解液中的金属离子通过还原反
应沉积在电极上的一种金属加工方法。
其基本原理主要包括以下几个方面:
2.电解液中电场的作用:当电流通过电解液时,形成电场,使电解液
中的金属离子发生迁移,向电极方向运动。
3.金属的沉积:金属离子到达电极上后,受电极的还原作用,将金属
离子还原为金属,沉积在电极表面形成金属层。
三、应用:
由于电铸工艺流程具有精度高、表面光滑、成本低、生产效率高等特点,广泛应用于各个领域,如下:
1.珠宝加工:电铸技术可以制造出精美、细致的珠宝首饰。
2.模具制造:电铸可以制造出具有复杂形状的模具,用于塑料注射、
压铸等行业。
3.制造复杂形状的零件:电铸可以制造出形状复杂、精度高的金属零件,如微型轴承、声学器件等。
4.表面处理:电铸可以用于金属的镀层加工,如镀金、镀银等。
5.光学元件制造:电铸可以制造出高精度的光学元件,如光学反射镜、光学棱镜等。
综上所述,电铸工艺流程在精度高、表面光滑、成本低、生产效率高
等方面具有优势,并广泛应用于珠宝加工、模具制造、制造复杂形状的零件、表面处理、光学元件制造等领域。
电铸
电铸电铸是通过在芯模上电沉积金属,然后将电沉积的金属从芯模上分离而制取金属制品的工艺。
电铸的基本原理与电镀基本相同。
但是,电镀时要求镀层与基体应结合牢固,以达到防护、装饰等目的;而电铸则要求电铸层与芯模分离,其厚度也远大于电镀层。
电铸能制造某些难以用一般机械加工方法制造的特殊形状的金属制品,其主要优点为:(1)通过合理的芯模设计,选择恰当的工艺规范,可制取精度高、表面粗糙度低的零件。
(2)能将较难实现的内型面加工转化为较易实现的外型面加工。
(3)电铸有极好的“逼真性”。
能很准确地复制出芯模的表面形貌。
(4)可用电铸法连接某些不能焊接的特殊材料。
(5)能获得纯度很高的金属制品、多层结构的零件,并能将各种金属、非金属部件组合成一个整体。
(6)电铸层的厚度可以进行控制。
可制取几微米厚的箔材,也可制取十几毫米厚的结构零件。
由于有上述优点,电铸工艺已成功地用来制造形状复杂、精密度高的空心零件(如异形空心管、波导管等)、注塑模具、金属箔和金属网以及其他金属复制品。
电铸的主要缺点是生产周期长,成本比较高,电铸层厚度很难均匀,并且芯模表面的划伤等缺陷也会复现在电铸产品的表面。
第一节芯模的类型、材料及设计一、芯模的类型电铸的第一步是制造合格的芯模。
芯模按使用次数可分为一次使用的芯模和多次使用的芯模。
它们的选用,主要根据电铸零件的形状、尺寸精度及表面粗糙度、生产数量来决定。
一般而言,当公差小、表面粗糙度低、批量生产时选用多次用芯模;当尺寸精度及粗糙度要求不高,或形状复杂、脱模困难(电铸成型后,不能用机械方法脱模)时,则选用一次用芯模。
二、芯模的材料制造芯模的常用材料及其性能,列于表6—3—1。
多次使用的芯模,通常都采用不锈钢或在碳钢表面镀镍、镀铬。
铝合金芯模抗划伤能力较低并易受镀液浸蚀。
只有在镀液腐蚀性不强,使用次数不多时,才作多次使用的芯模。
在此情况下,其表面不作浸锌处理。
作为芯模材料的易熔合金,其成分及熔点如表6—3—2所列。
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
电铸工艺介绍
电解液的密度和粘度决定着过滤速度、电导率、物 质迁移速度。
在计算槽子的热平衡时,要考虑到电解液的热容量。
离子的扩散系数直接影响着极限电流的大小。
计算技术电沉积的电能消耗时,要使用到电导率。
表面张力表示阴极表面被润湿的特性,对沉积层的 性能,如孔隙率、树枝状结晶、麻点都有影响。
对电铸溶液的要求
沉积速度快,采用尽可能高的电流密度, 来提高沉积速度
成分简单而且容易控制 对溶液的净化处理要求较高,定期过滤和
处理,电铸层厚时必须连续过滤 能得到均匀的电铸层,要尽肯能选用均镀
能力好的电铸溶液
典型电铸工艺
电铸铜 电铸铁 电铸镍 电铸镍钴合金 电铸镍锰合金 电铸金 电铸银
电铸镍
1)硫酸盐镀镍电解液 2 )氨基磺酸盐镀镍电解液 3 )高速电铸电解液
电铸后处理
脱模:机械外力脱模、热胀或冷缩脱模、熔化脱模、 溶解脱模
对电铸零件的加固和最后修饰 热处理和电镀 电铸产品进行电镀的主要种类有为提高表面硬度
而镀铬、化学镀镍。为提高耐腐性而进行电镀镍 或者其他金属。
电镀产品的防护镀层
对于孔边距小于1mm 的冲裁方式如右图, 分两次间隔冲孔。
芯模的设计和材料选择
长孔或者异形孔,宽 度也应大于0.6mm。主 要是考虑量产是冲头 所能承受的强度。防 止冲头过度疲劳而断 裂。
芯模的设计与材料选择
产品的外型轮廓使用冲床 冲裁加工,为防止冲偏伤 到产品,其外缘切边宽度 平均为0.05mm为防止产品 冲切变形,尽量保证冲切 部分在同一平面或尽量小 的弧度,避免应力集中而 造成产品变形。冲切是只 能在垂直产品的方向作业。
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电铸起源
电铸大致可分为三类,即装饰性电镀(以镀镍-铬、金、银为代表)、防护性电铸(以镀锌为代表)和功能电镀(以镀硬铬为代表). 电铸是利用电镀法来制造产品的功能电镀之一。
据称电铸始于1838年。
当时,苏联的Jacoli在石膏母型上涂敷石腊,通过石墨使其表面具有导电性,然后表面镀铜,镀后脱模,以此制成铜的复制品。
日本昭和初年,京都市工业研究所和大板造币司等单位就已积极开展了在石膏母型上铸铜,在绝缘体上电镀等方面的研究,并制作了许多精美的金属工艺品。
但是,以石膏或腊等作为母型模进行电铸时,不仅制造技艺要求高、操作麻烦,而且母型易破损,难以制出精致的复制品,所以电铸的应用范围十分有限。
后来,由于塑料母型材料的问世以及电镀水平的提高,电铸技术也得到很大发展,并广泛应用于制造那些采用其它方法不能制造的或加工有困难的急需产品。
特别是最近几年,由于电铸用于制造宇航或原子能的某些零件,它已作为一种尖端加工技术而为人们所瞩目。
(此外通过电镀使金属与金属相结合的所谓“电结合技术”也进行了研究。
这种电结合的金属不会因热而改变金属材质的机械性能和物理性。
)电铸特征与电铸制品
电铸法的优点:
1、能进行超精密加工(复制精度好)。
电铸最重要的特征是它具有高度“逼真性”。
电铸甚至可复制0. 5微米以下的金属线。
例如:1英寸的宽度内,有2500根3.5微米的超细线的电视摄像机用的高精度金属网(超细金属网),就使用了电铸法进行生产的。
而香烟过滤嘴的纤维,也是使用纤维素通过超细金属网制成的,这是用其他金属加工法所不能达到的。
电铸复制的精度是非常高的。
高精度金属网的制造法,是在底板上用照相制板技术按需要涂上绝缘层(保护层),然后以此作为模板进行电铸。
2、能调节沉积金属的物理性质。
可以通过改变电镀条件,镀液的组分的方法来调节沉积金属的硬度、韧性和拉伸强度等。
还可以采用多层电镀、合金电镀、复合电度镀方法得到其他加工方法不能得到的物理性质。
3、不受制品大小的限制。
只要能够放入电镀槽就行。
4、容易制出复杂形状的零件。
电铸法的缺点:
1、操作时间长。
例如:用3A/dmm的阴极电流密度沉积3mm厚的镍层,需要25h20min。
即使用是小薄零件要镀厚层时,成本很高,但是电镀过程中可以无人管理。
2、要有经验和熟练技能的人员操作。
电铸装置是简单的,但在复制复杂形状的模型中要制造母模、导电层处理、剥离处理等,这些工序都要求有经验和熟练技能的人员才能操作。
3、必须有很大的作业面积。
即使是小制品,也需要有镀槽、水洗槽等平面布置,废水处理装置必须有相当大的作业面积。
4、除了要有电镀操作技术外,还必须有机械加工和金属加工知识。
电铸法并不是单用电镀操作而制出制品,还要进行衬底加工、研磨等机械操作,所以必须具备这些方面的知识和技巧。
电铸制品
1、制造复制品。
包括原版录音片及其压模、印模、粗糙度标准片、美术工艺品、建筑五金、佛具等金属五金类。
2、制造模具。
包括塑料成形模具、冲压模具、镍-钴-钨硬质合金电铸模具、印刷用字母等。
3、金属箔与金属网的制造。
印刷线路板用铜箔,各种金属网、平板或旋转过滤网(印染、电器及电子零件用)、特殊刀片等。
4、其它。
用于制造电火花加工电极、防涂装遮蔽板、金刚石锉刀、钻头、波导管,贮藏液态氢的球型真空容器,熔融盐电解制造钨等耐热金属的透平叶片,从非水溶液制造铝太阳能集热板等。
台湾是全球汽机车零组件主要的供应地,而车灯则是其中最重要的项目之一。
车灯是汽车安全的守护神,在车灯的各项结构当中,反光片更扮演着提供汽车安全的关键角色。
在台湾,制造车灯反光片所需的电铸模仁技术,一向仰赖外国进口,而加拿大的DBM公司就是这项尖端技术的世界领导者。
1999年,加拿大DBM公司与国内知名的汽机车零组件制造集团,合资成立台湾迪比恩科技股份有限公司,同时引进第一流的电铸模仁技术,放眼台湾及日本、韩国、大陆及东南亚等亚洲市场,从事车灯反光片电铸模仁的设计制造与模修服务。
这项加拿大DBM公司引以为傲的电铸模仁技术,是从一支精密度高达1m的叁镜面六角钢柱的「pin」开始。
「pin」是专为制造反光片而设计的基本元件,电铸模仁就是依据车灯反光片所需的国际法规标准,将数以千计的pin经过精密的光学设计排列,再运用化学制程的电铸技术制造而成,其精密度绝非一般机械加工技术所及。
台湾迪比恩科技公司在反光片电铸模仁的设计制造技术,以及资讯、作业流程与软硬体设备方面,完全传承自30年来居於世界领导地位的加拿大DBM公司,人员训练更是远赴加拿大实地培养。
反光片电铸模仁的制造技术,涵盖光学设计、化学制程与机械加工等专业领域,其作业流程分为「前段母模设计制造、设计及夹治具制造」、「後段电铸加工成型」及「配光测试品管」等叁阶段。
在设计作
业阶段,首先依美国SAE、欧洲ECE及日本JIS等国际法规标准,以「整灯设计」的观念进行设计技术可行性分析,再与客户研讨确认设计方向,然後以DBM开发光学模具专用的Work Station等软体进行设计。
鉴於对电铸相关产品市场需求的了解与预期、迪比恩科技公司在立稳车灯反光片电铸模仁设计制造技术基础後,将进行制程改善,并开发前段母模的制造新技术,结合後段电铸制程技术,逐步发展其他产业系列产品,如汽机车零组件产品、光学制品与3 C 资讯、电子制品,并将市场扩展至日本、韩国、中国大陆、东南亚等亚洲地区。
此外,将秉持「品质、交期、价格要符合客户需求;创新、研发、落实是公司发展契机」的企业精神文化,有计画逐步拓展企业版图,向上整合模具及产品的制造,运用所开发的精密电铸模仁,策略联盟协力厂商与射出机厂商,生产最终产品,开拓更广大的商机。
综观全球产业高科技发展的趋势,台湾迪比恩科技公司的专业技术实力与团队,必能在电铸技术领域及电铸模仁产品上,开创出一条光明的大道。