电铸加工工艺

电铸加工eletoforming)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，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。

电铸工艺有如下特点：

1.能获得尺寸精度高、表面粗糙度小于Ra=0.1μm的复制品,同一原模生产的电铸件一致性极好。

2.借助石膏、石蜡、环氧树脂等作为原模材料，可把复杂零件的内表面复制为外表面，外表面复制为内表面,然后再电铸复制，适应性广泛。

3.可以制造多层结构的构件,并能将多种金属、非金属拼铸成一个整体。2100433B

镍电铸氨基磺酸镍工艺

最常用的镍电铸工艺是低应力和有较高沉积速度的氨基磺酸镍电铸工艺，其组成和工艺见表。

氨基磺酸镍镀液的组成和工艺

注：1dvn=10—5N．

镍电铸硫酸盐电铸镍工艺

硫酸盐电沉积镍是当代镀镍的主流工艺。这种镀液以硫酸镍为主盐，氯化物、硼酸等为辅助添加物，加上各种镀镍添加剂技术，可以获得各种性能的镀镍层，在镍电铸中也有着广泛的应用。

这种镀镍液比氯化铵型的沉积速度要高。在较低温度下也能在较高电流密度下工作。镀液分散能力也较好，且pH值的缓冲能力也较强，是通用的电铸液。

电铸是俄国学者 B.C.雅可比于1837年发明的。最初主要用于复制金属艺术品和印刷版﹐19世纪末开始用于制造唱片压模﹐以后应用范围逐步扩大。

图 电铸原理图为电铸的基本原理。把预先按所需形状制成的原模作为阴极﹐用电铸材料作为阳极﹐一同放入与阳极材料相同的金属盐溶液中﹐通以直流电。在电解作用下﹐原模表面逐渐沉积出金属电铸层﹐达到所需的厚度后从溶液中取出﹐将电铸层与原模分离﹐便获得与原模形状相对应的金属复制件。

电铸的金属通常有铜﹑镍和铁3种﹐有时也用金﹑银﹑铂镍-钴﹑钴-钨等合金﹐但以镍的电铸应用最广。电铸层厚度一般为0.02～6毫米﹐也有厚达25毫米的。电铸件与原模的尺寸误差仅几微米。

电铸的主要用途是精确复制微细﹑复杂和某些难于用其它方法加工的特殊形状工件﹐例如制作纸币和邮票的印刷版﹑唱片压模﹑铅字字模﹑金属艺术品复制件﹑反射镜﹑表面粗糙度样块﹑微孔滤网﹑表盘﹑电火花成型加工用电极﹑高精度金刚石磨轮基体等。

原模的材料有石膏﹑蜡﹑塑料﹑低熔点合金﹑不锈钢和铝等。原模一般采用浇注﹑切削或雕刻等方法制作﹐对于精密细小的网孔或复杂图案﹐可采用照相制版技术。非金属材料的原模须经导电化处理﹐方法有涂敷导电粉﹑化学镀膜和真空镀膜等。

对于金属材料的原模﹐先在表面上形成氧化膜或涂以石墨粉﹐以便于剥离电铸层。

电铸设备由电铸槽﹑直流电源(一般是12伏﹐几百至几千安) 以及电铸溶液的恒温﹑搅拌﹑循环和过滤等装置组成。电铸溶液采用含有电铸金属离子的硫酸盐﹑氨基磺酸盐﹑氟硼酸盐和氯化物等的水溶液。电铸的主要缺点是效率低﹐一般每小时电铸金属层的厚度为0.02～0.05毫米。采用高浓度电铸溶液﹐并适当提高溶液温度和加强搅拌等措施﹐可以提高电流密度﹐缩短电铸时间﹐从而可以提高电铸效率。这种方法在镍的电铸中已获得应用。

《电铸原理与工艺》一书是一本内容十分丰富的专业书籍，对从事电铸制品设计与加工的工程技术人员在日常工艺维护、新产品及新工艺的开发方面具有极强的指导作用，也可供大专院校中从事材料腐蚀与防护、应用电化学专业方向研究的师生参考。