电铸芯模

出处：按学科分类—工业技术 北京工业大学出版社《特种加工手册》第475页（2538字）

7．5．4．1 芯模设计

芯模设计中应考虑以下因素．

(1)与金属沉积有关因素

①内外棱角应尽量采用大的圆弧过渡，以避免内棱角处金属沉积过保而外棱角处又过厚，产生电沉积的不均匀，以致出现树枝状电沉积层．

②芯模应比实际工件长8～20mm，以便电铸后把电铸件两端粗糙、过厚甚至树技状的电沉积物除去．

③芯模材料应耐水、酸、碱及耐50℃温度．

(2)与脱模有关因素

①原始芯模上不允许有锁和沟．

②即使电铸件表面粗糙度没有要求时，为脱模方便，芯模的粗糙度R_a为0．2～0．4μm．

③永久性芯模的锥度不应小于0．085mm／m．若不允许锥度，则应选用与电铸金属热膨胀系数相差较大材料制作，以便脱模．

④尺寸精度要求不高时，可在芯模表面涂一层蜡或低熔点合金(尽量薄)，在电铸后将蜡层熔化，以利脱模．

⑤外形复杂、不能完整脱模的金属件，可选用一次性芯模，也可采用组合模．

7．5．4．2 芯模类型

电铸时，金属沉积在一定形状的支撑物上，此物称为芯模(或母模、原模、模芯)．芯模分为下述两类：

①永久性芯模．即在电铸后可从电铸件上分离出来，亦即无嵌入角的芯模．这种芯模制作费用高，一般用在长期大批量的产品上．

②消耗性芯模．即在电铸后，不能用机械方法脱模出来，亦即有嵌入角的芯模．

7．5．4．3 芯模材料

(1)永久性芯模材料 不锈钢、低碳钢、铜或黄铜、电铸镍、有机玻璃、硅橡胶、某些硬塑料，如环氧树脂、聚氯乙烯糊状树脂等．

(2)消耗性(一次性)芯模材料铝、锌及其合金、某些低熔点合金、塑料、蜡、石膏等．其特点是：通过加热能熔化、分解，或用化学方法可熔解．

7．5．4．4 常用芯模材料举例

(1)石膏芯模 石膏芯模制出后，要在50～60℃下烘干，然后将芯模在80℃的蜡液中浸渍10min左右，取出后用热风吹去余蜡．蜡可用60%蜂蜡和40%巴西蜡混合配制．

(2)蜡芯模 蜡模成分(ω)为：蜂蜡，60%；石蜡，15%；松香，20%；石墨，5%．注意蜡芯模应有适当硬度．

(3)金属芯模

①不锈钢 表面硬度较高，且易生成钝化膜，易脱膜．使用前要先除油，然后浸入20%重铬酸钠溶液进行钝化处理，时间30～60s，室温，再用水冲洗．

②低碳钢 价低，但应镀镍处理，然后用重铬酸盐钝化．

③铜和黄铜 抛光性好．对尺寸精度要求较高的芯模，制出的模一定要用8g／L的硫化钠溶液处理，以便表面形成硫化铜钝化膜．然后可直接电铸．对尺寸精度要求不高的芯模，可先在芯模上镀一层镍或铬，以防止模被划伤，及对槽液的污染，然后再按上述方法钝化处理．

④铝 铝芯模特点是加工性能好，易脱模(铝模表面用ω=10%的NaOH溶液处理即可)。铝铜合金芯模，室温下处理的配方是：氢氧化钠，30g／L；EDTA钠盐，0．2g／L；酒石酸钠，0．5g／L；葡萄糖，1g／L．若铝芯模电铸是在无应力下进行，则芯模需先除油，再在50%硝酸溶液中浸2min，铝模上产生一层氧化膜，利于电铸件脱模．

若铝模电铸是在有应力下进行(应力大于35N／mm²)，则应防止电铸件过早脱模．

⑤锌合金 尤其是应用超塑合金，更易成模电铸前在芯模上清洗后闪镀一薄层紫铜．

⑥低熔点合金 应用低熔点合金制芯模，需注意以下问题：第一，若芯模中含有Bi，需在模表面涂一层胶体石墨，以防止由于Bi的作用，引起电铸件晶粒边界脆裂；第二，若芯模为不含Bi的约250℃的低熔点合金，只要电铸金属内几乎无应力，则250℃的熔化温度是可避免电铸件发热变形的．

(4)塑料芯模

①聚氯乙烯和聚醋酸乙烯

配方(聚氯乙烯)：聚氯乙烯糊状树脂，100g；苯二甲酸二辛脂(增塑剂)，80g；硬脂酸铅(稳定剂)，2g．

制作方法：配好的糊状树脂倒入原模内，加热至120℃软化，然后在原模中挤压成型．这种材料制成的芯模收缩率为1%～1．5%．

②有机玻璃 机加工容易，且易表面金属化，但强度较低．

③环氧树脂 其特点是不易龟裂，有一定收缩率，耐腐蚀，适于制永久性芯膜．

④硅橡胶 收缩率低于0．5%．