電刷鍍修復(fù)模具的應(yīng)用研究

魏國(guó)軍

（廣東省惠州城市職業(yè)學(xué)院（惠州商貿(mào)旅游高級(jí)職業(yè)技術(shù)學(xué)校），廣東 惠州516025）

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電刷鍍修復(fù)模具的應(yīng)用研究

魏國(guó)軍

（廣東省惠州城市職業(yè)學(xué)院（惠州商貿(mào)旅游高級(jí)職業(yè)技術(shù)學(xué)校），廣東 惠州516025）

摘要：為了延長(zhǎng)模具零件的使用壽命，可對(duì)模具零件進(jìn)行多次修復(fù)以達(dá)到再利用，以防止資源浪費(fèi)、節(jié)約成本。以案例形式闡述電刷鍍技術(shù)在模具修復(fù)中的實(shí)際應(yīng)用，說(shuō)明通過(guò)該技術(shù)如何使得模具零件能過(guò)修復(fù)得以再利用。

關(guān)鍵詞：電刷鍍；修復(fù)技術(shù)；研究

在現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中，模具生產(chǎn)占有份額非常大，模具零件的數(shù)量極大。模具在使用過(guò)程中往往會(huì)受到損壞，因此及時(shí)對(duì)受損的模具零件進(jìn)行修復(fù)和再利用，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的資源再利用和降低成本具有重要意義[1]。模具修復(fù)有多種方法，其中電刷鍍技術(shù)具有結(jié)合強(qiáng)度高、設(shè)備輕便、操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低和經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，在模具零件修復(fù)中得到廣泛應(yīng)用。本文以案例形式闡述電刷鍍技術(shù)在模具修復(fù)中的實(shí)際應(yīng)用，說(shuō)明通過(guò)該技術(shù)如何使得模具零件能過(guò)修復(fù)得以再利用。

1　模具零件的常用修復(fù)方法

1.1模具的激光熔覆修復(fù)技術(shù)

激光熔覆修復(fù)技術(shù)是利用激光輻射的方法，使放置在受損區(qū)的材料以極快的速度與模具表層同時(shí)融化，再以極快的速度凝固，從而形成結(jié)合牢固的表面涂層。相比于其他模具修復(fù)技術(shù)，激光熔覆融化和凝固的速度極快，因此模具的畸變很小，高溫影響的區(qū)域也相對(duì)較小。并且可以控制激光的相關(guān)參數(shù)和選區(qū)修復(fù)，對(duì)于那些很難進(jìn)入的區(qū)域也可精確修復(fù)，大大提高了修復(fù)效率。另外，模具和材料的結(jié)合強(qiáng)度很高，使得修復(fù)后的設(shè)備與原來(lái)的相比有更長(zhǎng)的壽命。

1.2模具的熱噴焊修復(fù)技術(shù)

熱噴焊技術(shù)是將自熔性合金粉末先噴涂在基材上，在基材不熔化的情況下使其濕潤(rùn)基材表面并熔化到基材上而形成冶金結(jié)合，形成所需要的致密噴焊層。氧-乙炔焰噴焊設(shè)備是常用的熱噴焊設(shè)備，Ni基和Co基是較為常用的自熔性合金粉末。因?yàn)椴牧蠟榉勰詈辖?，使得修?fù)后沉積率很高，既可以噴焊薄層也可噴焊厚層，而且噴焊層硬度較高，甚至可達(dá)到HRC65.另外，熱噴焊技術(shù)還具有操作方便、設(shè)備簡(jiǎn)單、修復(fù)快、投資小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。然而，熱噴焊工藝操作環(huán)境差，不僅有粉塵還有噪音，給環(huán)境造成一定程度的危害。

1.3模具的電刷鍍修復(fù)技術(shù)

電刷鍍技術(shù)是電鍍的一種，以一種電解液為介質(zhì)，通過(guò)墊或刷在被修復(fù)的陰極上面來(lái)回移動(dòng)。目前，電刷鍍工藝發(fā)展迅速在各行各業(yè)得到應(yīng)用。電刷鍍工藝性能較好，精度較高，設(shè)備更加輕便靈活，效果更是優(yōu)于熱噴涂，但缺點(diǎn)是承受動(dòng)載的設(shè)備不適合使用，而且自動(dòng)化程度低，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，批量生產(chǎn)較難。

2　電刷鍍技術(shù)修復(fù)模具

2.1電刷鍍的原理和特點(diǎn)

電鍍技術(shù)應(yīng)用的是電化學(xué)沉積的原理，以直流電源設(shè)備為基礎(chǔ)，一般高純度的細(xì)石墨塊材料為鍍筆的正極，外層是棉花和耐磨的滌棉套，正極連接在鍍筆上，負(fù)極連接在工件上，刷鍍液則通過(guò)注液管注入刷鍍筆。在刷鍍過(guò)程中，鍍筆在工件表面上均勻運(yùn)動(dòng)，并且保持一定的壓力，在接觸過(guò)程中，鍍液中的特定金屬離子擴(kuò)散到工件表面，同時(shí)離子被還原成原子沉淀在工件表面，進(jìn)而在工件表面形成鍍層，以此達(dá)到修復(fù)工件的目的[2]（如圖1所示）。

圖1　電刷鍍?cè)韴D

電刷鍍技術(shù)具有以下特點(diǎn)：（1）設(shè)備簡(jiǎn)單，攜帶較為方便，工藝靈活只要鍍筆能夠接觸到受損區(qū)就可進(jìn)行修復(fù)，所以可在不拆解工件的前提下完成修復(fù)；（2）修復(fù)操作不會(huì)對(duì)工件造成損害；（3）金屬離子還原速度快，濃度大，因此電鍍速度快；（4）能夠鍍各種形狀的工件，而且刷鍍后工件一般不用再加工即可使用；（5）鍍層可操控性強(qiáng)，可均勻也可不均勻還可以局部電鍍，此外，也可選擇不同的金屬離子，單金屬或合金。

2.2電刷鍍的工藝過(guò)程

電鍍刷工藝過(guò)程包括鍍前預(yù)處理、鍍件刷鍍和鍍后處理3部分，每部分又分為不同工序。

鍍前預(yù)處理是指通過(guò)機(jī)械加工或手工打磨的方式修整工件上的毛刺、錐度和疲勞層以獲得有利于修復(fù)的工件表面或是通過(guò)化學(xué)方法、砂布打磨、噴砂處理等方法去除工件的表面的油污、銹跡，同時(shí)保持工件表面的清潔干燥。最后要對(duì)工件進(jìn)行活化處理，一般鍍筆接正極，工件接負(fù)極。去除工件表面的氧化膜也使工件表面輕微腐蝕而呈現(xiàn)出基本金屬的結(jié)晶組織，保證金屬離子能和基體牢固結(jié)合，形成高強(qiáng)度鍍層。

有些金屬對(duì)于鋼件結(jié)合強(qiáng)度小，刷鍍層不能在鋼鐵上直接沉積，因此對(duì)于鋼件進(jìn)行刷鍍時(shí)要先鍍上一層0.001 mm~0.01 mm的過(guò)渡層。再刷鍍工作鍍層，根據(jù)鍍層的不同性能合理的選擇刷鍍?nèi)芤海詽M足工件的化學(xué)、物理和機(jī)械等性能。

鍍后處理是指在刷鍍完畢后去除工件表面的殘積物，并采取烘干、涂油等措施保證工件完好如初。

3　電刷鍍修復(fù)技術(shù)在模具工件中的應(yīng)用

隨著電刷修復(fù)技術(shù)的不斷改進(jìn)，現(xiàn)已逐步在電動(dòng)機(jī)軸孔沖模及組合模具尺寸修復(fù)中進(jìn)行了應(yīng)用。使其保證模具工件的完整性，筆者在此進(jìn)行了解析說(shuō)明[3]。

3.1電動(dòng)機(jī)軸孔沖模修復(fù)

模具刀刃在加工流程中，沖模切口出現(xiàn)1 mm偏差，造成模具在使用期間，內(nèi)部鍍鎳層面的損壞，從而導(dǎo)致該模具生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不合格，為節(jié)約企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本，采用電刷鍍技術(shù)對(duì)模具工件進(jìn)行修復(fù)，保證零部件工藝的完整性，使得修復(fù)后的沖模具能夠達(dá)到繼續(xù)使用的目的（見(jiàn)圖2、圖3）。

圖2　電機(jī)軸孔修復(fù)前

圖3　電機(jī)軸孔修復(fù)后

首先對(duì)有機(jī)溶液對(duì)模具工件的表層進(jìn)行脫脂處理，保證表層光滑的完整度。然后實(shí)施模具電流接續(xù)工作，將模具工件接續(xù)至電流的負(fù)極，保證工作電壓在10~15 V，持續(xù)電流工作時(shí)長(zhǎng)在20 s以上，電機(jī)沖模下的刃口處的氧化膜均勻攤開(kāi)，開(kāi)始進(jìn)行工作運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)模具工件表層溶液呈銀灰色時(shí)，再向其表層進(jìn)行第二次修復(fù)。陰陽(yáng)二極相對(duì)運(yùn)行速度達(dá)到10 m/min時(shí)，對(duì)鍍液進(jìn)行加溫，保持溫度控制在40℃，這樣便能保證模具刃口的修復(fù)處于最佳狀態(tài)，經(jīng)修復(fù)后的電機(jī)軸孔沖模刃口偏差可達(dá)到模具生產(chǎn)的要求。

3.2組合模具尺寸修復(fù)

以一套模具材料為T10A鋼材質(zhì)為例，由于該模具工件長(zhǎng)期處于工作運(yùn)行狀態(tài)，造成表層面磨損0.3 mm，從而導(dǎo)致該模具生產(chǎn)的產(chǎn)品達(dá)不到質(zhì)量要求，為節(jié)約企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本，采用電刷鍍技術(shù)對(duì)該模具進(jìn)行修復(fù)。

在修復(fù)工藝中，首先對(duì)表層面進(jìn)行打磨，保證模具表層面的光滑度（見(jiàn)圖4）。其次對(duì)其進(jìn)行溶液擦拭及清洗，在用硫酸溶液清洗過(guò)程中，保證工作電壓處于20 V，模具受損部位接觸時(shí)間為40 s.在電刷鍍復(fù)合鍍層工藝流程中，加入二硫化鉬作為自潤(rùn)滑涂層，加入三氧化二鋁做耐磨和防腐涂層，加入金剛石微粉作為高抗磨涂層，修復(fù)后查看磨具修復(fù)程度，模具修復(fù)后處于正常運(yùn)行工作狀態(tài)。

圖4　組合模具材料修復(fù)

4　結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)電刷鍍技術(shù)修復(fù)法修復(fù)模具零件，鍍層和基體結(jié)合強(qiáng)度大，不易從基體上脫落，而且工件的表面硬度和光潔度顯著提高。修復(fù)后的工件在耐磨性、粗糙度等各項(xiàng)性能指標(biāo)都能達(dá)標(biāo)，同時(shí)還不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，從而節(jié)約企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本，在工件修復(fù)中得到廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭小燕，張津，張葉成.表面技術(shù)在模具修復(fù)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].表面技術(shù)，2007，36（6）：70-73.

[2]王昌福.電刷鍍技術(shù)在模具修復(fù)中的應(yīng)用[J].科技信息，2008，（36）:309-310

[3]梁志杰，謝鳳寬.電刷鍍修復(fù)模具的三個(gè)實(shí)例[J].中國(guó)表面工程，2002，（1）：39-41.

中圖分類號(hào):TG76

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-545X（2016）04-0209-03

收稿日期：2016-01-01

作者簡(jiǎn)介：魏國(guó)軍（1980-），男，湖南永州人，學(xué)士，講師，研究方向：數(shù)控、模具專業(yè)技術(shù)。

Study on the Application of Electro Brush Plating for Repairing Die

WEI Guo-jun
（Huizhou City of Guangdong Province Vocational School（Huizhou Business Travel Senior Vocational and Technical Schools），Huizhou Guangdong 516025，China）

Abstract:In order to prolong the service life of mold parts，mold parts for many times to repair in order to achieve the reuse，in order to prevent the waste of resources，cost savings.In the form of case study in this paper，the practical application of the brush plating technology in mold repair,through the technology how to make die parts can repair to reuse.

Key words:electro brush plating；repair technology；research