電鑄的流程可以分為四大部分,即原型的選定或制作、電鑄前處理、電鑄和電鑄后處理。每一個(gè)部分又都包括完成這個(gè)部分的多個(gè)子流程或工序。
(1)電鑄原型的選定或制作
對于電鑄過程來說,首先要確定的是原型。因?yàn)殡婅T是在原型上進(jìn)行的。因此,如何選定原型和如何根據(jù)設(shè)計(jì)要求制作原型是電鑄的關(guān)鍵。
原型根據(jù)其所用材料的不同而分為金屬原型和非金屬原型兩大類。根據(jù)功能的不同又分為一次性原型和反復(fù)使用性原型兩大類。采用什么樣的原型要根據(jù)所加工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、造型、產(chǎn)品材料和適合的加工工藝來確定。當(dāng)然,在需方有明確要求的情況下,完全可以按照需要來進(jìn)行原型的設(shè)計(jì)和制作。對于選定了的原型形式,要采用相應(yīng)的方法按設(shè)計(jì)意圖加工成原型,以便用于電鑄。
原型的制作有很多方法,包括手工制作原型、機(jī)械加工制作原型、利用快速成型技術(shù)制作原型和從成品上翻制原型等。
(2)電鑄前處理
電鑄的前處理也被稱為電鑄原型的表面改性處理。我們知道,電鑄的原型分為金屬原型和非金屬原型兩大類。無論是金屬原型還是非金屬原型,在電鑄前都要進(jìn)行適當(dāng)?shù)那疤幚砑庸?,使電鑄層能可靠地在原型表面生長出來。
對于金屬原型,其前處理包括表面整理和除油、除銹等類似于電鍍前處理的流程,但是這種前處理不是為了獲得良好的結(jié)合力,而是要獲得均勻平整的表面鍍層,以利在其上生長電鑄層,還要方便以后的脫模處理。因此電鑄的前處理中有時(shí)還要加入一個(gè)最重的工序,那就是脫模劑或隔離層的設(shè)置。
對于非金屬原型,則是要首先使其表面金屬化,以便使后續(xù)的電鑄加工可以順利進(jìn)行。而表面金屬化則要經(jīng)過表面整理、敏化、活化、化學(xué)鍍等一系列流程。有關(guān)非金屬表面金屬化的原理和工藝,可以參見本書第8章塑料電鍍中的相關(guān)內(nèi)容。
(3)電
電鑄過程是金屬的電沉積過程,在電鑄工作液中,以經(jīng)過前處理的原型作為陰極,以所電鑄的金屬為陽極,在直流電的作用下,控制一定的電流密度,經(jīng)過一定時(shí)間的電沉積,就可以在原型上獲得金屬電鑄的制品。
根據(jù)所設(shè)計(jì)的電鑄制品的要求,電鑄所用的金屬可以是銅、鎳、鐵、合金、稀貴金屬等。電鑄制品的厚度也可以從幾十微米到十幾毫米。
由于電鑄過程所經(jīng)歷的時(shí)間比較長,對電鑄過程中的工藝參數(shù)可以采用自動(dòng)控制的方法加以監(jiān)控。如工作液的溫度、電流密度、pH值、濃度等,可以采用不同的控制系統(tǒng)加以控制。
電鑄過程中所用的陽極通常都要求采用可溶性陽極。這是因?yàn)殡婅T過程中金屬離子的消耗比電鍍要大得多,并且電鑄過程所采用的陰極電流密度也比較高,如果金屬離子得不到比較及時(shí)的補(bǔ)充,電鑄的效率和質(zhì)量都會受到影響。
(4)電鑄后處理
電鑄加工完成后,還要經(jīng)過一些技術(shù)處理,才能得到合格的電鑄制品。這些對電鑄出來的制品進(jìn)行的技術(shù)處理可以稱為后處理。電鑄的后處理與電鍍的后處理有很大的不同。電鍍的后處理是對表面質(zhì)量的進(jìn)一步保護(hù),包括清洗、脫水、鈍化、涂防護(hù)膜等。而電鑄的后處理第一是脫模,就是將電鑄完成的電鑄制品從原型或芯模上取下來,然后是對電鑄制品的清理。這種清理包括去除一次性原型特別是破壞性原型的殘留物,尤其是內(nèi)表面(如果是腔體類模具)的清理。