电铸标牌讲义

电铸标牌制作工艺2/2/20231产品展示2/2/20232产品展示2/2/20233电铸的基本情况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同。电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。2/2/20234电铸的基本情况2、法拉第电磁定律在电铸中的应用法拉第第一定律：电流通过电解液时，在电极上析出或溶解的物质的质量m与通过的电量Q成正比，用公式表示：M=KQ=KIT。法拉第第二定律：在电极上每析出或溶解1MOL质量的任何物质，所需电量为96500C或26.8A.h。摩尔质量E是指该物质的原子量A与其化合价数n之比A/n，单位是g/mol.综合法拉第上述两定律，可概述为：通电电解时，在电极上析出或溶化的物质的质量m，与通过的电量Q及该物质的摩尔质量E(A/n)的乘积成正比。2/2/20235电铸的基本情况3、钝化和活化（不良分析）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。2/2/20236电铸的基本情况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。2/2/20237电铸的基本情况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。阳极反应（不良分析）Ni－2e=Ni2+4OH-－4e＝O2＋2H2O阴极反应（不良分析）Ni2-＋2e＝Ni2H+＋2e＝H22/2/20238电铸用原料镍氨基磺酸镍硼酸（缓冲）氯化镍（活化）2/2/20239电铸设备构成图厚度不良分析2/2/202310设备组成电源和打气机回收槽和电铸槽过滤器和电铸槽阴极、模具阳极、原料过滤器2/2/202311芯模表面的改性处理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赃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。（不良分析）2/2/202312化学除油和电解除油化学除油清除产品表面的植物性油脂。电解除油清除表面的动物性油脂。（不良分析）电解除油化学脱脂除油2/2/202313分离层

只有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）。氧化物分离层可在金、银、镍、铬、钛、铝、锆、钼、硅、铸铁等一系列金属上自动生成。这些金属又常用来镀在钢、铝合金、锌合金和铜的芯模表面上作为分离层。2/2/202314典型电铸工艺电铸铜电铸铁电铸镍电铸镍钴合金电铸镍锰合金电铸金电铸银电铸铜光亮镍2/2/202315电铸镍1)硫酸盐镀镍电解液2)氯化物镀镍电解液3)氨基磺酸盐镀镍电解液4)高速电铸电解液高速电铸2/2/202316电镀产品的防护镀层1、冲击预镀镍（不良分析）2、装饰性镀铬3、镀金4、电泳冲击镍三价铬六价铬2/2/202317可行性分析曲面、高度、孔径、表面效果、模具设计2/2/202318可行性分析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。圆弧过渡2/2/202319可行性分析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0.085m/m,如果不许有锥度，则应选用与电铸金属热膨胀系数相差较大的材料制作芯模，以便用热胀冷缩的方法脱模。工艺边，便于脱模2/2/202320可行性分析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5°，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。高度增加，20度2/2/202321设计实例工艺要求园角过渡2/2/202322可行性分析铭牌的理想高度在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0.3mm为宜。若采用镭射效果则高度或深度不超过0.15mm。2/2/202323设计实例浮雕2/2/202324可行性分析板材的平均厚度为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。2/2/202325设计实例2/2/202326设计实例2/2/202327可行性分析孔径最小应在0.6mm以上，孔边距在0.8mm以上。分几次冲孔2/2/202328可行性分析长孔或者异形孔，宽度也应大于0.5mm。主要是考虑量产是冲头所能承受的强度。防止冲头过度疲劳而断裂。宽度太小，无法贴胶2/2/202329可行性分析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0.02~0.05mm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。2/2/202330设计实例不影响外观2/2/202331表面效果铭牌表面效果，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。拉丝不易加工2/2/202332表面效果若产品表面需要喷漆处理或着色，应该提供的色样。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。新工艺镀金后喷漆2/2/202333可行性分析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。2/2/202334可行性分析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我们主要选择黄铜和青铜作为芯模材料，也可以使用铝和钢等。电极铜模2/2/202335实例讲解根据客户提供的2d＆3d图纸对产品进行修改，主要针对生产工艺的要求进行改进；根据表面要求评估可行性；修改后图纸经客户确认后方可开模；如右图经修改后如下图。修改后客供3d2/2/202336实例讲解注意产品边缘的拔模斜度，定位孔的位置，基准平面的选择，冲切余量根据产品形状＆尺寸确定，确定产品模具联板时间距。制作铜模2/2/202337实例讲解芯模的制作

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。工作中抛光后2/2/202338实例讲解一级模具

芯模复制的拷贝为一级模具，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。手工抛光一级模具凹字不易抛光凸字易抛光2/2/202339实例讲解二级模具

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复制到二级模具上。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。手工抛光一级模具二级模具2/2/202340实例讲解三级模具二级模具复制的拷贝叫三级模具。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，由三级模具复制的拷贝即为半成品。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。二级模具三级模具2/2/202341实例讲解量产模具

为了便于批量生产，应复制多个三级模具（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，用量产拷贝多次复制产品拷贝，用复制的拷贝多重复制量产拷贝，实现模具和产品的批量生产。二级模具多重复制2/2/202342实例讲解多重复制准备焊接模具焊接量产母模2/2/202343生产过程检查检查表面不良：暴皮、分层、颜色、划伤、变形。对各种不良产品做好标记，不进入下道工序，节省工时。打磨背面电铸时吸附的杂质颗粒，要打磨干净。冲前检查背面打磨2/2/202344生产过程冲裁压力机的选择：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，可更换电机为600r/min或加装减速机构，调整工作次数为60～80次/min。冲压模具冲压作业2/2/202345生产过程冲裁后检查检查范围为所有不良现象：颜色、厚度、乌云、白点、划伤、变形、针孔。不良品分类存放以分析不良原因，合格品进入下道工序。全