电铸工艺(Electroforming)是一种通过电沉积金属在模具(芯模)上,形成与模具表面精确对应的金属制品的工艺。其核心原理与电镀类似,但电铸的目的是制造独立、结构完整的金属部件。以下是电铸的详细工艺流程:
**1. 电铸工艺流程芯模设计与制备**
- **材料选择**:芯模可以是金属、塑料、玻璃、蜡或3D打印树脂等,需根据产品形状和脱模要求选择。
- **表面处理**:非导电芯模需通过化学镀或喷涂导电层(如银、石墨)使其导电。
**2. 电铸工艺流程前处理**
- **清洁**:去除芯模表面的油污、氧化物(如超声波清洗、碱性溶液浸泡)。
- **钝化(可选)**:对金属芯模进行钝化处理,便于后续脱模。
- **隔离层(脱模剂)**:涂覆薄层(如铬酸盐、蜡或聚合物),防止金属沉积后粘连。
**3. 电铸工艺流程电沉积**
- **电解液**:根据目标金属选择(如镍、铜、金、银等),常用硫酸镍(NiSO₄)或氰化铜(CuCN)溶液。
- **电铸工艺流程工艺参数**:
- 电流密度:通常0.5–10 A/dm²(影响沉积速度与致密性)。
- 温度:40–60°C(依金属类型调整)。
- pH值:严格控制(如镍电铸pH 3.5–4.5)。
- 添加剂:光亮剂、应力消除剂等改善沉积质量。
- **时间控制**:根据厚度需求调整(可能数小时至数天)。
**4. 电铸工艺流程后处理**
- **脱模**:
- 机械法:敲击、拉伸或冷冻(金属收缩分离)。
- 化学法:溶解芯模(如铝芯模用NaOH溶液)。
- 加热法:熔化低熔点芯模(如蜡)。
- **清洗**:去除残留电解液或脱模剂。
- **热处理(可选)**:消除内应力或改善机械性能。
- **机械加工**:修剪边缘、钻孔或抛光。
**5. 电铸工艺流程质量检测**
- **尺寸精度**:三维测量仪比对设计图纸。
- **表面质量**:检查孔隙、裂纹或粗糙度。
- **性能测试**:硬度、导电性、耐腐蚀性等。
**电铸工艺流程关键工艺控制点**
1. **沉积均匀性**:需优化电流分布(如使用辅助阳极或屏蔽)。
2. **应力控制**:添加剂和温度调节减少内应力。
3. **脱模完整性**:避免强制脱模导致变形。
**电铸工艺流程应用场景**
- **精密部件**:微齿轮、喷嘴、光学模具。
- **艺术品复制**:金属浮雕、珠宝。
- **航空航天**:轻量化蜂窝结构。
**电铸工艺流程优缺点**
- **优点**:高精度复制、复杂结构成型、材料多样性。
- **缺点**:生产周期长、厚壁件易产生缺陷、成本较高。
通过严格控制各环节参数,电铸可生产出高精度、高性能的金属零件,适用于传统加工难以实现的复杂结构。