各工艺详细介绍-15-电铸加工

5.电铸加工工艺1、电铸与电镀同属于电沉积技术.主要区别是实施的工艺方法和对实施过程中其技术要求的不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，而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。2、电铸的规律和原则总结如下：1.)芯模材料的选择考虑当前科学水平、技术上和经济上的合理性，物理以及化学上的性能要求，导电、易加工、稳定性。2)芯模的设计保证没有锁合、尖角，要有接导线部位、拔模斜度、整体高度等，多次使用不易损坏。3)芯模表面的改性处理镀覆分离层、导电化处理。4)电沉积金属合理选择拷贝材料，技术上可行、经济上合算、性能上合格。5)使用的工艺装备和设施，能保证强化电铸过程并对电解液进行良好净化。电铸优缺点及应用领域电铸的优点能进行超精密加工（

精度好）。最重要的特点是它具有高度“

真性”。甚至可

0.5微米以下的金属线。例如：1英寸的宽度内，有2500根3.5微米的超细的电视机用的高精度金属线。高精度金属网的制造法，是在底板上用照相制版技术，然后以此作为模板进行电铸。不受制品大小的限制。只要能够放入槽内即可。容易制出复杂形状的零件。电铸的缺点操作时间长。例如：用3A/dm的电流密度沉积0.01mm厚的镍层，需要10min。但是电铸过程中可以无人管理。要有经验和熟练的

操作。电铸装置是简单的，但在

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

才能操作。必须有很大的作业面积。即使是小制品，也需要有铸槽、水洗槽等平面布置。除了要有电铸操作技术外，还必须有机械加工和金属加工知识。电铸法并不是单用电铸操作而制出产品，还要进行加工、研磨等机械操作，所以必须具有这些方面的知识和技巧。电铸之应用与发展可广泛应用于各阶程,为需结合各相关技术才可使其发展延续，如利用微小塑料成型电铸技术制作模具，:半导体

微机电及半导体封装

购装基板

印刷用钢板

光学机械

医疗用之过滤片

民生产品

饰品

牙套刀片

电子产品喷墨头用之喷孔片

电池用之金属网筛

蒸镀用金属罩(Metal

Mask)

机械组件喷孔片

细微冲压治具

对位治具产品展示3、钝化和活化1）电化学钝化是阳极极化过程的一个特殊状态。在生产中造成溶液主盐被消耗，破坏了电铸液的稳定，需要防止。2）化学钝化是金属在化学试剂中发生的钝化现象，这类试剂称钝化剂。3）金属的活化是由钝化状态转变为活化状态的现象，和钝化现象相反。金属由钝化状态变为活泼状态现象称为金属活化，使金属活化、或促进阳极溶解，防止阳极钝化物质成为活化剂。4、电铸的基本原理电铸：是在含有某种金属离子的电解液中，将芯模作为阴极，通以一定波形的低压直流电，使金属离子得到电子被还原，不断在阴极沉积成金属的过程。电铸镍时，其主要反应是镍离子在阴极得到电子，还原成金属镍。电铸是一种电解加工工艺，遵循法拉第电解定律。在稳定状态下，由外线路流向阴极的电子全部参加反应，但是由于电极副反应的存在，实际所得重量小于理论计算量，必须按电流效率计算。5、电结晶理论电铸过程实际上是电沉积过程。金属离子沉积出金属的过程分下列几个步骤：先是水化的金属离子向阴极扩散和迁移；其次水化金属离子通过双电层时，逐步变形，分离并吸附于阴极；第三金属离子被吸附和迁移到阴极表面；最后金属离子还原成金属原子，排列成一定晶格的晶体。理论上说只要阴极电位足够负，任何金属离子都可能在电极上还原并电沉积。电铸的钝化槽电铸的活化槽电铸设备组成电铸槽和过滤机电铸原材料及性能元素名称：镍(Ni)99.9%INCO

白色过渡金属8

16

2）原子序数：28

（2原子质量：58密度：8.9g/cc：1453℃导电率：0.143

106/cm发现：1751年，瑞典A.F

Stockholm

发现来源:自然界主要以镍黄铁矿[(Ni,Fe

)9S8]存在测试性能：附着力

：

4B级铅笔硬度：4H纸带耐磨：175g 200

cycle人工汗：

PH

4.7

24H冷热冲击：+80℃

-40℃

48H外观效果：a:光亮

；

雾面（粗，细）；

拉丝（机械，激光）；幻彩；CD纹批花；b:表面处理：电镀，电泳，喷油，丝印；表面可以集成多种不同效果与一体,有精确的表面

特性，可省去每件的外观加工，减

少单件产品成本；3.成本：4.ROHS：符合欧盟不含6种有害物质要求，绿色环保；电铸工艺流程芯模设计效果制作电铸前处理电铸电铸后处理冲击镍电镀铬（+3Cr)冲压包装芯模的设计与材料选择1、金属分布有关的因素电铸过程中金属分布不可能是完全均匀的，设计时要注意：内外棱角要尽可能采取大的过渡圆弧，以免内棱角处太薄而外棱角处太厚甚至产生树枝状的电铸层。芯模应该比实际零件长10~20mm,以便在电铸后把两端粗糙、树枝状或过厚的部分切去。2、脱模有关的因素多次使用的芯模的锥度不应小于10度。即使对零件表面光洁度没有要求，为了顺利脱模，芯模的光洁度要好。尺寸精度要求不高时，可在芯模表面涂或侵一薄层蜡或者易熔合金，在电铸后将涂层熔去脱模。3、电铸标牌有关的因素浮雕或隆起部分边缘处应留有拔模斜度，最小为8°，并随产品高度增加，拔模斜度也相应增大。字体的拔模斜度应在15°以上。边缘接合处应采用圆弧过渡。铭牌的理想高度在3mm以下，浮雕或凸起部分在0.4~0.7mm间。字体的高度或深度不超过0.2mm。若采用镭射效果则高度或深度不超过0.15mm。板材的平均厚度为0.20±0.05,若产品超过此高度则应做

成中空结构，并允

许产品高度有

0.05mm的误差；

由于板材厚度是均

匀结构，产品表面

的凸起或凹陷部分

背面也有相应变化。

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。铭牌表面效果，可采用磨砂面、拉

丝面、光面、镭射面相结合的方式。光面多用于图案或者产品的边缘，

产品表面应该避免大面积的光面，

否则易造成划伤；磨砂面和拉丝面

多用于铭牌底面，粗细可进行调整；在实际的生产中，磨砂面的产品要比拉丝面的产品不良率低，但是开发周期长一些。镭射面多用于字体和图案，也可用于产品底面。若产品表面需要喷漆处理，应该提供金属漆的色样。由于工艺的限

制，应允许最终成品的颜色与色样有轻微的差异。若铭牌装配时为嵌入的结构，请提供机壳的正确尺寸及实样。若铭牌的尺寸过大过高，应在机壳上相应的部位加上支撑结构芯模的材料可以使用金属或非金属，主要根据产品的技术要求和特性选择。根据电铸标牌的技术要求

主要选择黄铜和青铜作为芯模材料，也可以使用铝和钢等。电铸的基本工艺过程分为三个阶段：镀前处理－电铸阶段－镀后处理电铸前的预处理有两个目的：1)使芯模能够电铸，2）使零件在电铸后能够脱模。根据芯模材料的类型以及表面脏污的特点对芯模

进行不同形式的预处理，如侵蚀、除油、弱侵蚀、镀覆分离层或导电层、水洗等，统称为改性处理。镀覆分离层或者导电层之前，芯模表面必须进行仔细的清理。对于金属芯模，可应用化学或电化学方法进行除油。由于电铸有精度和光洁度要求，因而除油和酸侵蚀时一般不用苛性碱和浓酸，电解除油在阴极进行，并选用合适的工艺规范，保证芯模不受腐蚀。多次用芯模还要在电铸前进行钝化处理。化学除油时，采用

、碱性溶液或水性清洗剂。芯模表面应达到完全被水润湿，然后仔细后才能放入其他处理槽。比较好的预处理方式使化学除油后电解除油。分离层只用金属芯模才需要镀覆分离层。拷贝沿着分离层与芯模分离是电铸的基本特征之一。选用的分离层既要使拷贝在加厚时不能与芯模分离，同时又不能使拷贝与芯模之间有太大的结合力。分离层可以是无机物（盐类、氧化物），也可以是有机物（溶胶、胶模）。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)高速电铸电解液脱模：机械外力脱模、对电铸零件的加固和最后修饰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1、冲击预镀镍2、装饰性镀铬3、镀金4、电泳芯模和拷贝的质量检验根据芯模和拷贝的用途、使用条件和材料选择检验方法，检验项目：物理机械性能、电性能、磁性能、抗腐蚀性能、热物理性能、光学性能、结构、外观以及几何尺寸。通常应检查拷贝本身的重要使用性能。为了保证电铸产品的高品质，对于拷贝应在照度为1000lx的天然光或者40w荧光灯下对其外观进行检查。检查时可使用5～10倍的放大镜或者30～100倍的显微镜。根据拷贝的质量可以测量拷贝的平均厚度。也可以用带有指针的测厚仪。直径用卡尺、直尺或者千分尺测量，对于小直径的孔用塞规检测，零件的曲面可用样板检查。拷贝的硬度用仪器检测。芯模的制作

使用较多的芯模是黄铜芯模，加工后的芯模表面比较粗糙，应进行粗抛光，但不易过度抛光，防止尺寸偏差过大，对大的平面和不影响产品尺寸的表面可以进行深加工，减少后道工序的工时，因为镍板较硬难抛光。一级模具

芯模

的拷贝为一级模具，和芯模形状相反但是尺寸相同。可在一级模具上进行粗抛和精抛，但是由于产品形状的限制，

位于底部的平面和一些内表面难以进行抛光。可加工表面加工

完成后用一级模具进行拷贝制作。二级模具

一级模具制作的拷贝叫做二级模具。二级模具形状和尺寸都与芯模完全一样，但是将一级模具上抛光的部分完全到二级模具上。由于和一级模具形状相反，将一级模具上难易加工的底面和内表面，转换成顶面和外表面。再进行粗抛和精抛，然后根据设计意图，对抛光后表面进行二次加工，即做设计效果，拉丝、喷沙、高光切削等。三级模具二级模具

的拷贝叫三级模具。一般设计时芯模的形状和产品的结构相同，此时三级模具就是生产用模具，由三级模具

的拷贝即为半成品。有时根据芯模加工的难易程度，也可制作和产品形状相反的芯模，这时三级模具就和产品形状一样，由三级模具制作的拷贝才能作为生产用模具。量产模具为了便于批量生产，应 多个三级模具（生产模具），根据镍有很好的可焊性，将多个三级模具精确剪切后焊接成量产拷贝。检查合格后，用量产拷贝多次产品拷贝，用的拷贝多重量产拷贝，实现模具和产品的批量生产。电铸生产电铸产品后加工打孔电铸产品在开发阶段会根据冲裁的需要，制作定位

孔，设计原理为，上大下小的锥形盲孔，规格为上孔径2.05mm,下孔径2.0mm，孔高为0.2mm或深度为0.2mm。使用0.5吨手动压力机打孔，打孔针可使用直径为2.0mm的锰65推杆，打孔器底座、夹具可由车间按图纸加工冲裁压力机的选择：公称压力应在16吨以上，行程10～15cm，垂直度小于0.1mm，工作台平面度小于0.1mm。标准压力机电机转速为900r/min,冲压为120次/min，根据经验不适合使用，可更换电机为600r/min或加装

机构，调整