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運(yùn)用電刷鍍技術(shù)修復(fù)失效模具

  模具在現(xiàn)代工業(yè)中具有極其重要的作用，它的質(zhì)量直接決定產(chǎn)品的質(zhì)量。提高模具的使用壽命和精度，縮短模具的制造周期，是許多企業(yè)急需解決的技術(shù)問題，但在模具使用過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)塌角、變形、磨損、甚至折斷等失效形式。因此，對(duì)模具的修復(fù)也是必要的。修復(fù)模具的方法很多，如電火花工藝、堆焊技術(shù)等等，就目前許多大企業(yè)在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)操作中，最經(jīng)濟(jì)、最現(xiàn)實(shí)可行的方法是采用電刷鍍技術(shù)修復(fù)模具了。電刷鍍技術(shù)在我國(guó)研究開發(fā)、應(yīng)用推廣已有20多年歷史，這一新技術(shù)解決了許多國(guó)家重點(diǎn)工程中的維修等關(guān)健問題，創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟(jì)效益，也廣泛應(yīng)用于模具修復(fù)中。電刷鍍的設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝靈活、修復(fù)費(fèi)用一般只占成本的0.5％~2％，而且一些大型模具型腔局部修復(fù)后表面的耐磨性、硬度、表面粗糙度等方面都能達(dá)到原來的性能指標(biāo)，因此，起到表面強(qiáng)化的目的。
1 電刷鍍技術(shù)的基本原理
    電刷鍍技術(shù)需采用專用的直流電源設(shè)備，電源的正極接鍍筆，作為刷鍍叫的陽極；電源的負(fù)極接工件，作為刷鍍時(shí)的陰極。鍍筆通常采用高純度細(xì)石墨塊作陽極材料，石墨塊外面包裹一層棉花和耐磨的滌棉套。刷鍍時(shí)使浸滿鍍液的鍍筆以一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度在工件表面上移動(dòng)，并保持適當(dāng)?shù)膲毫ΑＴ阱児P與工件接觸的部位，鍍液中的金屬離子在電場(chǎng)的作用下擴(kuò)散到工件表面，并在左面獲得電子被還雄成金屬原子，沉積結(jié)晶形成鍍層，隨著刷鍍時(shí)間的增長(zhǎng)，鍍層增厚，從而達(dá)到鍍覆及修復(fù)的目的。電刷鍍的設(shè)備主要包括電源裝置、鍍筆與陽極以及各種輔助材料。電刷鍍工作原理圖。
2 節(jié)能刷鍍技術(shù)修復(fù)模具的應(yīng)用實(shí)例
  某汽車制造廠某車型中立柱外板拉伸件示意圖，該件產(chǎn)品采用組合模具，拉伸成形，凹模用鑲拼結(jié)構(gòu)，模具材料為T10A鋼，單面磨損大，且有刃崩現(xiàn)象發(fā)生。如果出現(xiàn)了這樣的情況，成形的制件尺寸達(dá)不到要求，且表面有拉裂的現(xiàn)象，為了恢復(fù)模具尺寸且對(duì)刃口表面強(qiáng)化，該廠家采用了電刷鍍技術(shù)修復(fù)。

    刷鍍前對(duì)凸、凹模進(jìn)行表面清理，由于模具使用時(shí)間長(zhǎng)， 凹模型腔內(nèi)、凸模工作部分都有一定的油污及一些灰塵，所以，此表面清理過程包括鍍面表面加工、表面脫脂及表面除銹3部分，具體做法是：
    (1)細(xì)砂布打磨掉凸模表面及凹模型腔的氧化層后，再用有機(jī)溶劑(丙酮)擦拭，表面進(jìn)行除油，用膠帶保護(hù)好鍍覆面的相臨面，使其免受腐蝕和損壞。
    (2)凸、凹模修復(fù)面分別進(jìn)行電凈液脫脂，以除去修復(fù)面的油污。常用的電凈液無色透明，堿性，pH值=12~13，手模有滑感。這時(shí)模具工作零件接負(fù)極，鍍筆按正極(正接)，工作電壓保持10-14V，鍍筆與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為4~8m/min，同時(shí)電凈時(shí)間盡量短，約為8~10s，電凈后，用清水徹底清洗模具表面，操作人員要盡量讓模具工作零件表面上水珠均勻攤開。
    (3)活化處理。先用2#活化液活化，對(duì)修復(fù)表面進(jìn)行活化處理，以除去修復(fù)表面的氧化層和疲勞層，此活化液無色透明，酸性，pH值=0.6~0.8。具體的操作工藝為：模具工作零件接正極，鍍筆接負(fù)極(反接)，工作電壓10~14V，鍍筆于工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為6~8m／min，活化時(shí)間應(yīng)根據(jù)模具工作零件鍍畫大小而定，一個(gè)部位接觸時(shí)間為30-60s，操作人員觀察到模具修復(fù)表面呈均勻的黑灰色即可，然后用清水徹底清洗。
    后用3#活化液除去修復(fù)表面的碳黑，此活化液顯淺蘭色透明、酸性，pH值=4.5~5.5。修復(fù)零件接正極，鍍筆接負(fù)極(反接)，工作電壓17~20V，鍍筆與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為lO~15m/mln，在一個(gè)修復(fù)面接觸時(shí)間為30~60s，觀察到修復(fù)表面呈均勻的銀灰色為止，再用清水沖洗一次。
2.1 刷鍍修復(fù)尺寸
    (1)刷鍍特殊Ni過渡層。此溶液早深綠色，pH值=0.9~1，有較強(qiáng)烈的醋酸味。操作工藝是：修復(fù)零件接負(fù)極，先用鍍筆蘸滿特殊鎳液進(jìn)行無電擦拭修復(fù)表面約5s，在修復(fù)表面預(yù)布一層特殊鎳金屬粒子后，再在18V電壓下擦拭5s，然后轉(zhuǎn)到工作電壓為15V下施鍍，鍍筆與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為10~15m/min，鍍層厚度約為3μm，修復(fù)表面呈淡黃色，用清水沖洗干凈，去掉表面的殘留鍍液。
    (2)刷鍍Ni-W合金工作層。鎳鎢合金溶液呈深綠色、酸性，pH值=1.8~2，有輕度醋酸氣味。操作工藝為：修復(fù)零件接負(fù)極，無電擦拭5s，然后在工作電壓為10~15V下施鍍，鍍筆與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為10-20m/min,刷鍍到修復(fù)后的尺寸。
2.2 刷鍍后的檢驗(yàn)和修整
    由于該模具修復(fù)表面的尺寸測(cè)量較困難，無法用常規(guī)工、量具測(cè)量它的實(shí)際厚度，只有利用鍍覆時(shí)間的長(zhǎng)短來控制鍍層厚度，計(jì)算出鍍覆所需時(shí)間，可利用以下經(jīng)驗(yàn)公式：

    要使鍍層厚度的尺寸比較準(zhǔn)確，必須考慮電源輸出電流與鍍液的耗電系數(shù)的誤差，可適當(dāng)增加刷鍍時(shí)間來保證鍍層尺寸。
    刷鍍完畢后，讓技術(shù)人員對(duì)鍍層進(jìn)行質(zhì)量檢查，方法是：用清水沖凈鍍覆表面的殘留鍍液，擦凈修復(fù)表面的水漬，用風(fēng)機(jī)吹干鍍層表面，觀察鍍層表面有無裂紋和起皮。
    鍍后修整也是必要的工作，用油石和細(xì)砂布打磨鍍層表面，使其達(dá)到要求的表面粗糙度，試模后直到尺寸合格為止，最后進(jìn)行拋光處理，使摸具完全符合要求。
3 刷鍍后的分析
    上述是電刷鍍技術(shù)在修復(fù)模具中的應(yīng)用實(shí)例，因局部修復(fù)即節(jié)省了鍍液、又達(dá)到了修復(fù)的目的。修復(fù)后的模具具有優(yōu)良的鍍層，它降低了模具表而粗糙度值和磨損系數(shù)，提高了抗氧化能力，使該模具的壽命從原來的3000件提高到5000件左右，壽命提高80％。經(jīng)廠家實(shí)踐生產(chǎn)后，經(jīng)濟(jì)效益顯著