**电铸（Electroforming）工艺流程详解**

电铸是一种通过电化学沉积金属来制造精密零件的工艺，其核心步骤包括 **芯模制备、导电化处理、电铸沉积、脱模及后处理**。以下是详细的工艺流程：

**1. 芯模（母模）制备**

电铸的第一步是制作高精度的芯模（母模），其表面质量直接影响最终产品的精度。  

**芯模材料选择**：

- **金属芯模**：不锈钢、铝、铜（需表面钝化或涂脱模剂）  

- **非金属芯模**：树脂、塑料、蜡（需导电化处理）  

- **光刻胶芯模**（用于微细结构，如MEMS器件）  

**芯模表面处理**：

- 抛光至镜面（Ra ≤ 0.02μm）  

- 镀铬或涂覆脱模剂（如PTFE、石墨）以方便后续脱模  

**2. 导电化处理（仅非金属芯模需要）**

非导电芯模（如树脂、塑料）需进行导电化处理，方法包括：

- **化学镀**（如化学镀银、化学镀镍）  

- **真空镀膜**（磁控溅射、蒸镀）  

- **石墨涂层**（适用于低成本方案）  

**3. 电铸沉积（核心步骤）**

将芯模作为阴极浸入电解液，通直流电使金属离子沉积在其表面。  

 **(1) 电铸液体系**

| **金属** | **常用电解液**              | **典型参数**                     |

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| **镍**   | 氨基磺酸镍溶液             | Ni²⁺ 80-120g/L, pH 3.5-4.5, 50-60℃ |

| **铜**   | 硫酸铜溶液                 | Cu²⁺ 40-80g/L, pH 1-2, 25-30℃     |

| **金**   | 氰化金钾溶液（用于电子行业）| Au⁺ 5-20g/L, pH 8-10, 50-70℃      |

 **(2) 电铸参数控制**

- **电流密度**：1-10 A/dm²（过高会导致粗糙，过低效率低）  

- **温度**：通常40-60℃（影响沉积速率和结晶质量）  

- **pH值**：需严格监控（如镍电铸pH 3.5-4.5）  

- **添加剂**：

  - **光亮剂**（改善表面光洁度）  

  - **应力调节剂**（减少内应力，如糖精用于镍电铸）  

  - **整平剂**（提高复制精度）  

 **(3) 沉积方式**

- **直流电铸**：传统方法，成本低，但易产生应力  

- **脉冲电铸**：改善沉积均匀性，减少缺陷  

- **喷射电铸**：用于局部增厚或快速沉积  

**4. 脱模**

电铸层达到所需厚度后，需从芯模上剥离：

- **机械脱模**：适用于简单形状（如敲击、液压顶出）  

- **化学脱模**：溶解芯模（如铝芯模用NaOH溶液溶解）  

- **热脱模**：利用热膨胀系数差异分离（如树脂芯模加热软化）  

**5. 后处理**

脱模后的电铸件可能需进一步加工：

- **热处理**（如200-300℃退火去应力）  

- **机械加工**（车削、铣削、抛光）  

- **电镀/涂层**（如镀金、镀铬提高耐磨性）  

 **6. 质量检测**

- **尺寸精度**（三坐标测量机CMM）  

- **表面粗糙度**（白光干涉仪、轮廓仪）  

- **力学性能**（硬度测试、拉伸试验）  

**7. 典型应用案例**

| **行业**   | **应用**                     | **电铸材料** | **精度要求**       |

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| **电子**   | IC引线框架、连接器          | 铜、镍      | ±1μm              |

| **光学**   | 非球面镜模芯                | 镍          | 面形误差<λ/10     |

| **医疗**   | 微创手术器械                | 镍钴合金    | Ra < 0.05μm       |

| **汽车**   | 燃油喷嘴微孔                | 镍          | 孔径±2μm          |

**8. 常见问题及解决方案**

| **问题**         | **原因**                | **解决方案**                     |

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| 沉积层粗糙       | 电流密度过高           | 降低电流密度，添加整平剂         |

| 内应力大         | 溶液pH或温度不稳定      | 优化工艺参数，使用脉冲电铸       |

| 脱模困难         | 芯模表面处理不当        | 改进脱模剂或改用可溶性芯模       |

 **总结**

电铸工艺流程的核心在于 **芯模制备、导电化、电铸沉积、脱模及后处理**，适用于高精度、复杂结构的金属零件制造。通过优化电解液成分、电流参数和脱模方法，可生产出微米级精度的关键零部件，广泛应用于电子、光学、医疗等领域。