复合材料模具表面金属化技术研究.pdf

摘要本文研究了复合材料模具表面金属化技术即电铸技术，并且制造出表面采用金属壳、背面采用分层制造、逐层叠加的非金属增强材料的新型模具这种模具将金属模具精度高、尺寸稳定、寿命长的优点和非金属模具制造周期短、重量轻、成本低的优点集中于一体电铸属于金属电沉积的范畴，它是利用金属或非金属的物体型模作为阴极，在其表面进行金属电沉积，然后将金属电沉积层与型模分离，得到物体的正像金属复制品的工艺过程本文首先对电铸的除油过程进行了研究，研究结果表明，碱性配方的除油效果最好在电铸过程中，对电铸镍和镍钴合金的工艺进行了研究，通过铸层工艺参数对铸层性能的影响以确定最佳工艺参数，研究结果表明，在氨基磺酸镍电铸溶液中加入氨基磺酸钴，最佳的钴离子为8g ·L - 1 ，最佳的工艺参数如下；溶液的P H 值在3 ．5 ～4 ．4 之间，电铸溶液的温度为5 0 ℃、电流密度逐渐增大到6 A ·d m 采用此最佳工艺生产的电铸模具的维氏硬度H V 5 7 0 ，抗拉强度为1 4 8 7 M P a ，其具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能，从而提高了模具的使用温度和寿命在电铸铜实验中，研究了铸液配方和主要工艺参数对铸层内应力的影响，得出最佳的工艺参数如下：C u S 0 4 ·5 H 2 0 的浓度为2 0 0 ～2 4 0g - L “ 1 ，n ：S 0 4 的浓度为4 0 ～7 0g ·L - 1 ，c r 的浓度为8 0 ～1 0 0m g ·L - 1 ，M U ( 4 ～6m L ·L 1 ) ，A 剂( o ．5 ～0 ．9m L - U 1 ) ，B 剂( 0 ．3 ～O ．6m L ．L - 1 ) ；温度1 0 ～3 0 ℃，电流密度为1 ．O ～3 ．O A ·d m 五，另外，还对内应力的形成机理进行了初步的探讨。

由于实验中的含银废液，数量大，弃之浪费且污染环境，因此从含银废液中回收银，不仅具有一定的经济价值，而且对于节约原料，充分利用资源具有非常重要的意义本文采用化学沉淀一焙烧法回收银，用此方法得到的硝酸银回收率达到7 8 ．6 7 ％，通过x 射线衍射和等离子原子发射光谱分析发现，其纯度( 9 8 ％) 和杂质含量都达到了再利用的要求最后，采用本文研究得出的最佳工艺参数在一模型船上电铸镍，得到镍铸层的性能符合使用要求关键字：复合材料模具，模具金属化，电铸A b s t r a c tT h i sp a p e rs t u d i e st h em e t a l l i ct e c h n o l o g yo fc o m p o s i t em a t e r i a lm o l dw h i c hi se l e c t r o f o r m i n gt e c h n o l o g y , a n dp r o d u c i n gt h en e ws t r u c t u r a lm o l d ．I tc o n t a i n ss u r f a c em e t a ls h e l l ，t h en o n - m e t a l l i ce n h a n c e dl a y e rb ys t r a t i f i e dm a n u f a c t u r i n go v e r l e a f ．T h i sm o l dc o n c e n t r a t e st h em e t a lm o l d ’Sa d v a n t a g e so fh i g l lp r e c i s i o n , d i m e n s i o n a ls t a b i l i t y , l o n gf i f ea n dt h en o n - m e t a l l i cm o l d ’Sa d v a n t a g e so fs h o r tm a n u f a c t u r i n gc y c l e ，l i g h tw e i g h t ，l o w - c o s t ．E l e c t r o f o r m i n gi sam e t a le l e c t r o d e p o s i t i n gp r o c e s s ，w h i c hu s e sm e t a l l i co rn o n —m e t a l l i co b j e c t sa Sc a t h o d e ，a n de l e c t r o d e p o s i t sm e t a lo ni t ss u r f a c e ，t h e ns e p a r a t e se l e c t r o d e p o s i t e dm e t a ll a y e rf r o mt h eo b j e c t sa n dg e t sm e t a lr e p l i c a t i o nj u s ta so b j e c t s ．I nt h i sp a p e r ，i ti sc a r r i e do nf o rd e g r e a s i n ge x p e r i m e n tf i r s t l y ，a n dt h es t u d ys h o w st h a ta l k a l i n ed e g r e a s i n gi st h em o s te f f e c t i v em e t h o d ；I nt h ee l e c t r o f o r m i n gp r o c e s s ，t h et e c h n o l o g yi ss t u d i e df o re l e c t r o f o r m i n gn i c k e la n dn i c k e la n dc o b a l tb yt e c h n o l o g yp a r a m e t e r si n f l u e n c i n gt h ep e r f o r m a n c eo ft h ee l e c t r o f o r m i n gl a y e r , a n dt h es t u d ys h o w st h a tt h eo p t i m a lt e c h n o l o g yi sa sf o l l o w s ：t h ec o n t e n to ft 7 0 2 - r e a c h e s8g ·L ．1 ，P H ( 3 ．5 ～4 ．4 ) ，t e m p e r a t u r e ( 5 0 “ C ) ，c u r r e n td e n s i t y ( 6A ·d m “ 2 ) ．H a r d n e s so fe l e c t r o f o r m e dm o l di sH V 5 7 0a n dl e u s i l es t r e n g t h1 4 8 7 M P au s i n gt h i st e c h n o l o g yp r o d u c t i o n ．M o l dh a sg o o dc o r r o s i o nr e s i s t a n c ea n dh i g ht e m p e r a t u r er e s i s t a n c e ，t h e r e b ye n h a n c i n gt h eu s et e m p e r a t u r ea n dl i f e t i m e ．I nt h ee l e c t r o f o r m i n gC ue x p e r i m e n t ，i tj ss t u d i e df o rt h em a i np a r a m e t e r si n f l u e n c i n gt h ei n n e rs t r e s s , a n dt h eo p t i m u mp r o c e s sp a r a m e t e r si sa sf o l l o w s ：t h ec o n c e n t r a t i o no fC u S 0 4 ·5 H 2 0r e a c h e s2 0 0 ～2 4 0g ·L - 1 , H 2 S 0 4 ( 4 0 ～7 0g ·L - 1 ) ，C 1 ‘( 8 0 ～1 0 0m g - L 1 ) ，M U ( 4 ～6m L ．L “ 1 ) ，A ( 0 ．5 ～0 ．9m L ．L 1 ) ，B ( 0 ．3 ～O ．6m L ．L 1 ) ，t e m p e r a t u r e ( 1 0 ～3 0 “ C ) a n dt h eC u r r e n td e n s i t y ( 1 ．O ～3 ．0 A - d i n ‘1 ．I na d d i t i o n ，t h ef o r m i n gm e c h a n i s mo fi n n e rs t r e s sm a k e sap r e l i m i n a r yd i s c u s s i o n ．Hi sv e r yc o n s i d e r a b l ef o rw a s t ew a t e rc o n t a i n i n gs i l v e rf r o ml a b o r a t o r y ，a n di fi t ’Sa b a n d o n e d , i ti st o ow a s t e f u la n dw i l lp o l l u t et h ee n v i r o n m e n t ，S Or e c y c l i n gs i l v e rf r o ms i l v e r —c o n t a i n i n gw a s t ew a t e r ，n o to n l yh a sac e r t a i ne c o n o m i cv a l u e ，b u ta l s oⅡw i l lb ev e r yi m p o r t a n ts i g n i f i c a n c ef o r 鲋v i n gr a wm a t e r i a l sa n dm a k i n gf u l lU S eo ft h er e s o u r c e s ．I nt h i sp a p e rt h em e t h o do fc h e m i c a ld e p o s i t i o n —r o a s t i n gi su s e dt or e c y c l es i l v e r , a n dt h er e c y c l er a t eo fs i l v e rn i t r a t er e a c h e st o7 8 ．6 7 ％．T h ea n a l y s i so fp l a s m aa t o m i ce m i s s i o ns p e c t r o m e t r ya n dX - r a yd i f f r a c t i o nf i n dt h a ti t sp u r i t y ( 9 8 ％)a n dt h ec o n t e n to fi m p u r i t yf o l l o wt h er e u s er e q u e s t s ．F i n a l l y ，t h ep e r f o r m a n c eo ft h ee l e c t r o f 。