特種加工：電鑄

電鑄是俄國學(xué)者 B.C.雅可比于1837年發(fā)明的。最初主要用于復(fù)制金屬藝術(shù)品和印刷版﹐19世紀(jì)末開始用于制造唱片壓模﹐以后應(yīng)用范圍逐步擴大。

圖 電鑄原理圖為電鑄的基本原理。把預(yù)先按所需形狀制成的原模作為陰極﹐用電鑄材料作為陽極﹐一同放入與陽極材料相同的金屬鹽溶液中﹐通以直流電。在電解作用下﹐原模表面逐漸沉積出金屬電鑄層﹐達(dá)到所需的厚度后從溶液中取出﹐將電鑄層與原模分離﹐便獲得與原模形狀相對應(yīng)的金屬復(fù)制件。

電鑄的金屬通常有銅﹑鎳和鐵3種﹐有時也用金﹑銀﹑鉑鎳-鈷﹑鈷-鎢等合金﹐但以鎳的電鑄應(yīng)用最廣。電鑄層厚度一般為0.02～6毫米﹐也有厚達(dá)25毫米的。電鑄件與原模的尺寸誤差僅幾微米。

電鑄的主要用途是精確復(fù)制微細(xì)﹑復(fù)雜和某些難于用其它方法加工的特殊形狀工件﹐例如制作紙幣和郵票的印刷版﹑唱片壓模﹑鉛字字模﹑金屬藝術(shù)品復(fù)制件﹑反射鏡﹑表面粗糙度樣塊﹑微孔濾網(wǎng)﹑表盤﹑電火花成型加工用電極﹑高精度金剛石磨輪基體等。

原模的材料有石膏﹑蠟﹑塑料﹑低熔點合金﹑不銹鋼和鋁等。原模一般采用澆注﹑切削或雕刻等方法制作﹐對于精密細(xì)小的網(wǎng)孔或復(fù)雜圖案﹐可采用照相制版技術(shù)。非金屬材料的原模須經(jīng)導(dǎo)電化處理﹐方法有涂敷導(dǎo)電粉﹑化學(xué)鍍膜和真空鍍膜等。

對于金屬材料的原模﹐先在表面上形成氧化膜或涂以石墨粉﹐以便于剝離電鑄層。

電鑄設(shè)備由電鑄槽﹑直流電源(一般是12伏﹐幾百至幾千安) 以及電鑄溶液的恒溫﹑攪拌﹑循環(huán)和過濾等裝置組成。電鑄溶液采用含有電鑄金屬離子的硫酸鹽﹑氨基磺酸鹽﹑氟硼酸鹽和氯化物等的水溶液。電鑄的主要缺點是效率低﹐一般每小時電鑄金屬層的厚度為0.02～0.05毫米。采用高濃度電鑄溶液﹐并適當(dāng)提高溶液溫度和加強攪拌等措施﹐可以提高電流密度﹐縮短電鑄時間﹐從而可以提高電鑄效率。這種方法在鎳的電鑄中已獲得應(yīng)用。

電鑄模具是指利用金屬的電解沉積原理來精確復(fù)制某些復(fù)雜或特殊形狀工件的特種加工方法。它是電鍍的特殊應(yīng)用。電鑄是俄國學(xué)者Б.С.雅可比于1837年發(fā)明的。

電鑄加工eletoforming)是利用金屬在電解液中產(chǎn)生陰極沉積的原理獲得制件的特種加工方法，用導(dǎo)電的原模作陰極,用于電鑄的金屬作陽極，金屬鹽溶液作電鑄溶液，即陽極金屬材料與金屬鹽溶液中的金屬離子的種類相同，在直流電源的作用下，電鑄溶液中的金屬離子在陰極還原成金屬，沉積于原模表面，而陽極金屬則源源不斷地變成離子溶解到電鑄液中進行補充，使溶液中金屬離子的濃度保持不變。當(dāng)陰極原模電鑄層逐漸加厚達(dá)到要求的厚度時，與原模分離，即獲得與原模型面相反的電鑄制件。

電鑄工藝有如下特點：

1.能獲得尺寸精度高、表面粗糙度小于Ra=0.1μm的復(fù)制品,同一原模生產(chǎn)的電鑄件一致性極好。

2.借助石膏、石蠟、環(huán)氧樹脂等作為原模材料，可把復(fù)雜零件的內(nèi)表面復(fù)制為外表面，外表面復(fù)制為內(nèi)表面,然后再電鑄復(fù)制，適應(yīng)性廣泛。

3.可以制造多層結(jié)構(gòu)的構(gòu)件,并能將多種金屬、非金屬拼鑄成一個整體。2100433B

電鑄是用金屬電沉積的方法制備產(chǎn)品的一種特種加工工藝，主要用于某些特種產(chǎn)品的成型。