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電鍍層可分為哪幾類?
電鍍的目的是:改善材料的外觀,提高材料的各種物理化學(xué)性能,賦予材料表面特殊的耐蝕性、耐磨性、裝飾性、焊接性及電、磁、光學(xué)性能等。鍍層一般為幾微米到幾十微米厚。
鍍層種類很多,按使用性能分類,可分為:
①防護(hù)性鍍層,例如鋅、鋅-鎳、鎳、鎘、錫等鍍層,作為耐大氣及各種腐蝕環(huán)境的防腐蝕鍍層。
②防護(hù)-裝飾性鍍層,例如Cu-Ni-Cr鍍層等,既有裝飾性,又有防護(hù)性。
③裝飾性鍍層,例如Au及CH-Zn仿金鍍層、黑鉻、黑鎳鍍層等。
④耐磨和減磨鍍層,例如硬鉻、松孔鍍、Ni-SiC、Ni-石墨、Ni-PTFE復(fù)合鍍層等。
模具零件電鍍?cè)?/p>
鍍鉻是通過電化學(xué)方法在固體表面上沉積一層金屬鉻的過程,電解液為鉻酸溶液,模具零件為陰極,在特定的電壓和電流密度的陽極上進(jìn)行氧化反應(yīng)產(chǎn)生氧氣,在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,從而析出鉻并附著在模具零件表面。
某車型后側(cè)門內(nèi)板壓邊圈結(jié)構(gòu),材質(zhì)為GM246,質(zhì)量6.4×103kg,其筋條厚度分別為30、40mm,符合模具筋條≥30mm的技術(shù)規(guī)范。為改善鈑金拉傷缺陷,對(duì)其進(jìn)行電鍍處理以提升模具零件的硬度與降低型面粗糙度。跟蹤模具零件電鍍后的生產(chǎn)狀態(tài)發(fā)現(xiàn),經(jīng)約1200沖次后鈑金表面出現(xiàn)多條可視的拉傷,檢查壓邊圈發(fā)現(xiàn)其表面也存在多處長(zhǎng)度為45~100mm的細(xì)密裂紋(見圖4(b)),且模具零件裂紋與鈑金拉傷處完全吻合。因此,如何規(guī)避電鍍后模具零件表面出現(xiàn)裂紋成為解決問題的關(guān)鍵。為剖析模具零件電鍍開裂的失效機(jī)理,聯(lián)合鑄造廠、模具廠及模具鍍鉻廠家三方,分別從模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、模具鑄件質(zhì)量、模具熱處理工藝及模具電鍍過程氫脆現(xiàn)象的控制等維度進(jìn)行分析。
為確認(rèn)模具電鍍結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否充分,采用有限元軟件ANSYS對(duì)壓邊圈進(jìn)行靜力學(xué)分析,模擬模具在鈑金沖壓成形過程中的靜力學(xué)響應(yīng)。由鈑金成形原理可知,拉深到底前瞬間壓邊圈受力蕞大。由于本案例只需定性檢測(cè)壓邊圈的受力情況,為加快計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度,對(duì)壓邊圈受力分析進(jìn)行簡(jiǎn)化,簡(jiǎn)化模型。其中,壓邊圈上表面受力可簡(jiǎn)化為均勻加載至管理面與平衡塊豎直方向上的合力F1;壓邊圈下側(cè)受力可簡(jiǎn)化為均勻加載至其頂桿腿豎直方向上的合力F2。
模具電鍍零件熱處理工藝與焊接分析
根據(jù)沖模設(shè)計(jì)規(guī)范,拉深筋的硬度需滿足48~53HRC。為達(dá)到該技術(shù)規(guī)范,模具廠通常對(duì)拉深筋槽進(jìn)行熱處理,提升筋槽的硬度以滿足板材的成形特性。但熱處理設(shè)備與熱處理工藝選擇不當(dāng)時(shí),會(huì)增加零件淬火后產(chǎn)生裂紋的敏感性。對(duì)壓邊圈裂紋及其周圍區(qū)域分析發(fā)現(xiàn),裂紋主要分布于淬火或施焊過的區(qū)域,裂紋均垂直于拉深筋,裂紋長(zhǎng)度45~100mm,且裂紋形貌與淬火裂紋極為相似,采用RMG4015裂紋測(cè)深儀(測(cè)量范圍0~99.9mm,鐵的重復(fù)性±0.1mm,檢測(cè)適宜溫度0~45℃)探測(cè)的裂紋深度為1.8~9mm。