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电铸标牌制作工艺 产品展示 产品展示 电铸的基本情况 n1、电铸与电镀同属于电沉积技术. n主要区别是实施的工艺方法和对实施过程中其技术要 求的不同。电镀是研究在工件上镀覆防护装饰与功能 性金属镀层的工艺，而电铸是研究电沉积拷贝的工艺 以及拷贝与芯模的分离方法、厚层金属与合金层的使 用性能与结构。 n2、电铸的规律和原则总结如下： n1.)芯模材料的选择 考虑当前科学水平、技术上和经 济上的合理性，物理以及化学上的性能要求，导电、 易加工、稳定性。 n2)芯模的设计 保证没有锁合、尖角，要有接导线部 电铸的基本情况 位、拔模斜度、整体高度等，多次使用不易损坏坏 。 n3)芯模表面的改性处理 镀覆分离层、导电化处理 。 n4)电沉积金属 合理选择拷贝材料，技术上可行、 经济上合算、性能上合格。 n5)产品的结构 当拷贝作为产品的主体工作部分时 ，产品结构应根据使用要求设计，注意拷贝上不 同部位的厚度差距。 n6)使用专用的工艺装备和夹具，能保证强化电铸过 程并对电解液进行良好净化。 电铸的基本情况 n3、法拉第电磁定律在电铸中的应用 n法拉第第一定律：电流通过电解液时，在电极上析出 或溶解的物质的质量m与通过的电量Q成正比，用公 式表示： M=KQ=KIT。 n法拉第常数K表示电极上通过1C或1A.S电量时，在电 极上生产物质的量称为这种物质的电化摩尔质量，其 数值有法拉第第二定律决定。 n法拉第第二定律：在电极上每析出或溶解1MOL质量 的任何物质，所需电量为96500C或26.8A.h。 n摩尔质量E是指该物质的原子量A与其化合价数n之比 A/n，单位是g/mol. n综合法拉第上述两定律，可概述为：通电电解时，在 电极上析出或溶化的物质的质量m，与通过的电量Q 及该物质的摩尔质量E(A/n)的乘积成正比 。 电铸的基本情况 n4、钝化和活化 n1）电化学钝化是阳极极化过程的一个特殊状态。 在生产中造成溶液主盐被消耗，破坏了电铸液的 稳定，需要防止。 n2）化学钝化是金属在化学试剂中发生的钝化现象 ，这类试剂称钝化剂。 n3）金属的活化是由钝化状态转变为活化状态的现 象，和钝化现象相反。金属由钝化状态变为活泼 状态现象称为金属活化，使金属活化、或促进阳 极溶解，防止阳极钝化物质成为活化剂。 n镍阳极钝化是因为析出的氧气和镍离子生成棕褐 色的氧化镍，加入氯离子可以还原成可溶氯化物 ，改变钝化状态。 电铸用镍饼 钝化槽和活化槽 电铸的基本情况 n5、电铸的基本原理 n电铸是在含有某种金属离子的电解液中，将芯模 作为阴极，通以一定波形的低压直流电，使金属 离子得到电子被还原，不断在阴极沉积成金属的 过程。 n电铸镍时，其主要反应是镍离子在阴极得到电子 ，还原成金属镍 。 n电铸是一种电解加工工艺，遵循法拉第电解定律 。在稳定状态下，由外线路流向阴极的电子全部 参加反应，但是由于电极副反应的存在，实际所 得重量小于理论计算量，必须按电流效率计算。 电铸设备组成 电源和空气压缩机 电铸槽和过滤机 电铸的基本情况 n6、电结晶理论 n电铸过程实际上是电沉积过程。金属离子沉积出 金属的过程分下列几个步骤： n先是水化的金属离子向阴极扩散和迁移； n其次水化金属离子通过双电层时，逐步变形，分 离并吸附于阴极的表明； n第三金属离子被吸附和迁移到阴极表面； n最后金属离子还原成金属原子，排列成一定晶格 的晶体。 n理论上说只要阴极电位足够负，任何金属离子都 可能在电极上还原并电沉积。 芯模的设计与材料选择 芯模的设计与材料选择 1、金属分布有关的因素 n电铸过程中金属分布 不可能是完全均匀的 ，设计时要注意： n内外棱角要尽可能采 取大的过渡圆弧，以 免内棱角处太薄而外 棱角处太厚甚至产生 树枝状的电铸层。 芯模的设计与材料选择 n芯模应该比实际零件长 1020mm,以便在电铸后把两端 粗糙、树枝状或过厚的部分切 去。 2、脱模有关的因素 n多次使用的芯模的锥度不应小 于0.085mm/m,如果不许有锥度 ，则应选用与电铸金属热膨胀 系数相差较大的材料制作芯模 ，以便用热胀冷缩的方法脱模 。 芯模的设计与材料选择 n即使对零件表面光洁度没有要求 ，为了顺利脱模，芯模的光洁度 也不应小于89。 n尺寸精度要求不高时，可在芯模 表面涂或侵一薄层蜡或者易熔合 金，在电铸后将涂层熔去脱模。 n外形复杂不能完全脱模的零件， 应选用一次用模芯或组合芯模。 芯模的设计与材料选择 3、电铸标牌有关的因素 n浮雕或隆起部分边缘 处应留有拔模斜度， 最小为5，并随产品 高度增加，拔模斜度 也相应增大。字体的 拔模斜度应在15以上 。边缘接合处应采用 圆弧过渡。 BENQ 芯模的设计与材料选择 n铭牌的理想高度在 3mm以下，浮雕或凸 起部分在0. 40.7mm间 。 n字体的高度或深度不 超过0.2mm。若采用镭 射效果则高度或深度 不超过0.15mm。 GPRS 芯模的设计与材料选择 n板材的平均厚度为 0.220.05,若产品超过 此高度则应做成中空 结构，并允许产品高 度有0.05mm的误差； 由于板材厚度是均匀 结构，产品表面的凸 起或凹陷部分背面也 有相应变化。 2512 2512 芯模的设计和材料选择 芯模的设计和材料选择 n孔径最小应在0.6mm以 上，孔边距在1.6mm以 上。 n对于孔边距小于1mm 的冲裁方式如右图， 分两次间隔冲孔。 芯模的设计和材料选择 n长孔或者异形孔，宽 度也应大于0.6mm。主 要是考虑量产是冲头 所能承受的强度。防 止冲头过度疲劳而断 裂。 芯模的设计与材料选择 产品的外型轮廓使用冲床 冲裁加工，为防止冲偏伤 到产品，其外缘切边宽度 平均为0.05mm为防止产品 冲切变形，尽量保证冲切 部分在同一平面或尽量小 的弧度，避免应力集中而 造成产品变形。冲切是只 能在垂直产品的方向作业 。 COOLPAD 芯模的设计与材料选择 n铭牌表面效果，可采用磨砂面、 拉丝面、光面、镭射面相结合的 方式。光面多用于图案或者产品 的边缘，产品表面应该避免大面 积的光面，否则易造成划伤；磨 砂面和拉丝面多用于铭牌底面， 粗细可进行调整；在实际的生产 中，磨砂面的产品要比拉丝面的 产品不良率低，但是开发周期长 一些。镭射面多用于字体和图案 ，也可用于产品底面。 芯模的设计与材料选择 n若产品表面需要喷漆 处理，应该提供金属 漆的色样。由于工艺 的限制，应允许最终 成品的颜色与色样有 轻微的差异。 芯模的设计与材料选择 n若铭牌装配时为嵌入 的结构，请提供机壳 的正确尺寸及实样。 若铭牌的尺寸过大过 高，应在机壳上相应 的部位加上支撑结构 。 芯模的设计与材料选择 n芯模的材料可以使用 金属或非金属，主要 根据产品的技术要求 和特性选择。 n根据电铸标牌的技术 要求我们主要选择黄 铜和青铜作为芯模材 料，也可以使用铝和 钢等。 芯模表面的改性处理 n 电铸的基本工艺过程分为三个阶段： n镀前处理电铸阶段镀后处理 n 电铸前的预处理有两个目的：1)使芯模能 够电铸，2）使零件在电铸后能够脱模。 n根据芯模材料的类型以及表面赃污的特点 对芯模进行不同形式的预处理，如侵蚀、 除油、弱侵蚀、镀覆分离层或导电层、水 洗等，统称为改性处理。 芯模表面的预处理 n镀覆分离层或者导电层之前，芯模表面必须进行 仔细的清理。 n对于金属芯模，可应用化学或电化学方法进行除 油。由于电铸有精度和光洁度要求，因而除油和 酸侵蚀时一般不用苛性碱和浓酸，电解除油在阴 极进行，并选用合适的工艺规范，保证芯模不受 腐蚀。多次用芯模还要在电铸前进行钝化处理。 n化学除油时，采用有机溶剂、碱性溶液或水性清 洗剂。芯模表面应达到完全被水润湿，然后仔细 清洗后才能放入其他处理槽。 n比较好的预处理方式使化学除油后电解除油 。 化学除油和电解除油 分离层 n只用金属芯模才需要镀覆分离层。拷贝沿着分离 层与芯模分离是电铸的基本特征之一。 n选用的分离层既要使拷贝在加厚时不能与芯模分 离，同时又不能使拷贝与芯模之间有太大的结合 力。 n分离层可以是无机物（盐类、氧化物），也可以 是有机物（溶胶、胶模）。 n氧化物分离层可在金、银、镍、铬、钛、铝、锆 、钼、硅、铸铁等一系列金属上自动生成。这些 金属又常用来镀在钢、铝合金、锌合金和铜的芯 模表面上作为分离层。 导电层 n 非金属材料芯模必须在表面形成导电层。在此之 前要进行清洗，大多数要进行侵蚀。 n制作导电层可以用化学还原 、化学镀银、化学镀 铜、化学镀镍（次磷酸盐还原）、化学镀钴（次 磷酸盐）、化学镀镍2（还原剂为含硼的化合物） 、化学镀钴（含硼）等方法 n涂覆粉末或悬浮体形成导电层 石磨或者金属粉末 n涂覆硫化物膜层 电沉积金属 n电解液的物理化学性能 n电解液的物理化学性能决定着电沉积金属与合金的 工艺参数。 n电沉积用盐类的溶解度影响着电沉积时最大电流的 数值，即电铸加工的生产效率。 n电解液的密度和粘度决定着过滤速度、电导率、物 质迁移速度。 n在计算槽子的热平衡时，要考虑到电解液的热容量 。 n离子的扩散系数直接影响着极限电流的大小。 n计算技术电沉积的电能消耗时，要使用到电导率。 n表面张力表示阴极表面被润湿的特性，对沉积层的 性能，如孔隙率、树枝状结晶、麻点都有影响。 对电铸溶液的要求 n沉积速度快，采用尽可能高的电流密度， 来提高沉积速度 n成分简单而且容易控制 n对溶液的净化处理要求较高，定期过滤和 处理，电铸层厚时必须连续过滤 n能得到均匀的电铸层，要尽肯能选用均镀 能力好的电铸溶液 典型电铸工艺 n电铸铜 n电铸铁 n电铸镍 n电铸镍钴合金 n电铸镍锰合金 n电铸金 n电铸银 电铸镍 1)硫酸盐镀镍电解液 2 )氨基磺酸盐镀镍电解液 3 )高速电铸电解液 电铸后处理 脱模：机械外力脱模、热胀或冷缩脱模、熔化脱模 、溶解脱模 n对电铸零件的加固和最后修饰 n热处理和电镀 n电铸产品进行电镀的主要种类有为提高表面硬度 而镀铬、化学镀镍。为提高耐腐性而进行电镀镍 或者其他金属。 电镀产品的防护镀层 1、冲击预镀镍 2、装饰性镀铬 3、镀金 4、电泳 芯模和拷贝的质量检验 n根据芯模和拷贝的用途、使用条件和材料选择检验方 法，检验项目：物理机械性能、电性能、磁性能、抗 腐蚀性能、热物理性能、光学性能、结构、外观以及 几何尺寸。通常应检查拷贝本身的重要使用性能。 n为了保证电铸产品的高品质，对于拷贝应在照度为 1000lx的天然光或者40w荧光灯下对其外观进行检查 。检查时可使用510倍的放大镜或者30100倍的显 微镜。 n根据拷贝的质量可以测量拷贝的平均厚度。也可以用 带有指针的测厚仪。直径用卡尺、直尺或者千分尺测 量，对于小直径的孔用塞规检测，零件的曲面可用样 板检查。 n拷贝的硬度用仪器检测。 开发流程 n根据客户提供的2d 3d图纸对产品进行修 改，主要针对生产工 艺的要求进行改进； n根据表面要求评估可 行性； n修改后图纸经客户确 认后方可开模； n如右图经修改后如下 图。 开发流程 n注意产品边缘的拔模 斜度， n定位孔的位置， n基准平面的选择， n冲切余量根据产品形 状尺寸确定， n确定产品模具联板时 间距。 开发流程 n芯模的制作 n 使用较多的芯模是 黄铜芯模，加工后的 芯模表面比较粗糙， 应进行粗抛光，但不 易过度抛光，防止尺 寸偏差过大，对大的 平面和不影响产品尺 寸的表面可以进行深 加工，减少后道工序 的工时，因为镍板较 硬难抛光。 开发流程 n一级模具 n 芯模复制的拷贝为一级 模具，和芯模形状相反但 是尺寸相同。可在一级模 具上进行粗抛和精抛，但 是由于产品形状的限制， 位于底部的平面和一些内 表面难以进行抛光。可加 工表面加工完成后用一级 模具进行拷贝制作。 开发流程 n二级模具 n 一级模具制作的拷贝叫做二级 模具。二级模具形状和尺寸都与 芯模完全一样，但是将一级模具 上抛光的部分完全复制到二级模 具上。由于和一级模具形状相反 ，将一级模具上难易加工的底面 和内表面，转换成顶面和外表面 。再进行粗抛和精抛，然后根据 设计意图，对抛光后表面进行二 次加工，即做设计效果，拉丝、 喷沙、高光切削等。 开发流程 n三级模具 n二级模具复制的拷贝叫三 级模具。一般设计时芯模 的形状和产品的结构相同 ，此时三级模具就是生产 用模具，由三级模具复制 的拷贝即为半成品。有时 根据芯模加工的难易程度 ，也可制作和产品形状相 反的芯模，这时三级模具 就和产品形状一样，由三 级模具制作的拷贝才能作 为生产用模具。 开发流程 n量产模具 n 为了便于批量生产，应 复制多个三级模具（生产 模具），根据镍有很好的 可焊性，将多个三级模具 精确剪切后焊接成量产拷 贝。检查合格后，用量产 拷贝多次复制产品拷贝， 用复制的拷贝多重复制量 产拷贝，实现模具和产品 的批量生产。 开发流程 幻彩产品开发流程 n在平面玻璃上喷涂 感光胶，使用激光 照相机显影后制成 幻彩原始版。使用 电铸的工艺将玻璃 上的幻彩效果转移 到镍板上。 n右图为转移后镍板 上的幻彩效果。根 据需要可以制成幻 彩图案。 幻彩产品开发流程 n在幻彩板上喷涂感光油墨。 幻彩产品开发流程 n根据字体要求制作菲林，如字体凹陷菲林字体为 反字，否则为正字。经过紫外线曝光、碳酸钠显 影、三氯化铁腐蚀后效果如右图。 幻彩产品开发流程 n将腐蚀后得到 字体凸起为反 字的幻彩板， 清洗干净。 n为电铸时得到 厚度均匀的拷 贝，应在周围 焊接3cm宽的 铜板，以分散 电流。 幻彩产品开发流程 n将焊接好铜板导线的腐蚀板经3小时电铸后制成 拷贝（右图），效果与腐蚀板相同，但字体形状 凹凸与腐蚀板相反。 幻彩产品开发流程 n根据图纸确定字体的位置后，在铜模上相应的位 置雕刻凹槽，将按照尺寸剪切好的字体，镶嵌在 凹槽内。 幻彩产品开发流程 n以镶嵌好字体的铜芯模复制拷贝（右图）。 n将接缝打磨光滑，直至看不出镶嵌的和痕迹。 幻彩产品开发流程 n复制拷贝如右图，进一步抛光处理。 n检查字体效果，如满足要求准备下一步制作。 幻彩产品开发流程 n将抛光后的拷贝，用喷沙、拉丝、腐蚀等加工方 式制作设计要求的表面效果。 n制作手段不受限制，以能满足设计要求和工艺要 求为标准。 开发流程 电铸生产 电铸生产 电铸产品后加工 剪切，剪板机的选择： 1、生产用剪板机主要剪切厚度 0.2mm0.3mm的镍板，剪切的长度 不大于500mm，但是由于镍板硬度 达到hv400以上，应使用普通剪切 厚度为4mm6mm钢板的剪板机。 2、开发用剪板机主要是用于剪除产 品边缘的毛刺和树枝状节瘤，一般 板材厚为0.51.5mm,刀片应定制使 用，并应定时维护。 3、联板用剪板机要求剪切精度高， 切痕整齐，保证焊接时焊缝整齐、 细小。联板产品厚度一般为 0.30.5mm。刀片要定期研磨，保 证精度 。 电铸产品后加工 n打孔前检查 n检查表面不良：暴皮 、分层、厚度、颜色 。对各种不良