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电铸加工需要什么设备?

文章出处:公司动态 责任编辑:东莞市横沥科航五金模具加工店 发表时间:2022-01-19
  

电铸加工是利用金属在电解液中产生阴极沉积的原理获得制件的特种加工方法,用导电的原模作阴极,用于电铸的金属作阳极,金属盐溶液作电铸溶液,即阳极金属材料与金属盐溶液中的金属离子的种类相同。

电铸加工

在直流电源的作用下,电铸溶液中的金属离子在阴极还原成金属,沉积于原模表面,而阳极金属则源源不断地变成离子溶解到电铸液中进行补充,使溶液中金属离子的浓度保持不变。
当阴极原模电铸层逐渐加厚达到要求的厚度时,与原模分离,即获得与原模型面相反的电铸制件。
那么,电铸加工需要的设备是什么?
(1)整流电源
电铸电源是电铸工艺中最主要的设备之一,是为电铸过程提供工作能量的能源设备。
选择电铸电源时,要注意以下几点。
①电压选择。在电铸过程中,电源的直流输出额定电压一般应不小于电铸槽最高工作电压的1.1倍。如果电沉积过程中需要冲击电流时,整流电源的电压值应该能满足要求。可供选择的直流电源的电压值有以下系列:6V、9V、12V、15V、18V、24V、36V等。用户还可以根据自己的需要来设定电源的最大电压值。
②电流选择。电铸的直流额定电流应该不小于根据所加工产品尺寸计算出来的电流值,并且要加上当需要冲击电流时的过载能力。
③电源波型。直流整流电源根据供电和整流方式的不同而有几种电源波型:单相半波、单相全波、单相桥式、三相半波、三相全波、双反星形带平衡电抗器。还有周期换向电流、脉冲间歇电流等。
现在常用的电源为可控硅整流电源,其输出电流根据不同的规格可以有5A、10A、50A、100A直至20000A等好多种选择。对于对电流的波型有特别要求的电铸过程,可以选用脉冲电源或周期换向电源,以获得更为细致的金属结晶和表面质量。
对于要求纯正直流的电铸过程,可以选用开关电源等更为高级的供电方式,在需要自动控制的场合,则可以加入电脑自动控制系统,使电铸过程获得稳定的电流供应而不出现较大的波动。
电铸过程中对电流的监控实际上是对电流密度的监控,因此选择电源功率的依据是根据所需要加工的电铸制品的表面积。通常以所能加工的最大表面积和最大的电流密度的积为选取电源功率的依据,并且还要加上10%~l5%的裕度。
(2)电铸槽   
电铸用的槽体因所加工的制品不同而有所不同。和电镀槽一样属于非标准设备。槽体所用的材料要能防止电铸液的腐蚀和温度等变化的影响。
由于电铸所用的镀液有不少是高温型,因此,电铸用镀槽宜于用钢材衬软PVC,也可以采用增强的硬PVC制作镀槽。
电铸槽的大小视所加工的电铸制件的大小而定。如果是体积较小的电铸制品,还要考虑单个电铸槽的承载量或者说根据所需要加工电铸制品的产量,来确定所需要的设备。
需要注意的是这种根据实际生产需要计算出的镀槽的容量并不包括日后发展时对电铸设备的需要,因此,一般都要对镀槽的容量适当放大,以留有产能的裕量。因此,电铸槽的容量可以从几十升至几千升不等。同时,尽管传统的电铸槽的形状与电镀槽大同小异,现在电铸槽的形状有很多,已经与电镀用镀槽的形状有所不同。
因为对于不同的电铸加工,要根据所加工的制品的形状、大小和具体的要求专门设计镀槽和辅助装置。比如连续镀所用的带滚轮的镀槽,光盘电铸所需要的旋盘电极等。有些槽体也会因为铸制品的形状特殊而要采用特制的镀槽。
对于电铸液量不大而又可以另外设置循环过滤槽的电铸槽,可以采用陶瓷槽体。对于不需要加温的常温型电铸或加温不超过60℃的镀液,可以采用普通PVC镀槽或玻璃钢镀槽。
有些产品生产型电铸,例如镍质剃须刀网罩、波导管等大批量生产的制品,可以采用电铸自动线生产。由自动或半自动控制系统按设定的流程程序进行操作,可以提高生产效率和适应大规模的生产。
对于近年出现的微电铸加工,则可以在更为小型的镀槽内进行,并且这种电铸槽对所有工艺参数都尽可能采用自动控制系统加以控制,以保证过程的高度重现性。
(3)电铸用阳极
电铸的阳极通常都要求是可溶性阳极,并且对纯度也有一定的要求。根据电铸制品的精度和硬度等不同的要求,对阳极的要求也不一样。普通电铸可以采用99.9%的阳极,但是对于镀层纯度有较高要求的电铸,则要采用99.99%的阳极,以保证镀层的柔软性和镀液的纯净。
对于电铸而言,由于阴极的工作电流密度高,工作时间长,因此,要求阳极与阴极的面积比要比电镀的大一些。阳极的面积至少要是阴极面积的2倍以上。
同时,一定要配置阳极篮,这样可以保证在可溶性阳极不足时,阳极仍然可以起导电作用,缓冲由于阳极消耗过大时,可溶性阳极面积减小引起的电流密度和槽电压的变化过大。
无论是采用阳极篮或阳极都要加上阳极套,以防止阳极泥落入镀液内而使沉积层表面出现刺瘤等质量问题。
对于阳极有较高要求的电铸,可以在镀槽中设置专门的阳极室,以隔膜与阴极区隔开,以免阳极泥等影响电铸过程。
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