專利名稱：可提高模具使用壽命的電鍍梯度功能膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可提高模具使用壽命的電鍍梯度功能膜。
目前國內(nèi)冷拔模、冷彎模、冷軋輥的制造和修復(fù)采用在淬火鋼表面直接鍍鉻，但由于鍍層與基體結(jié)合力弱、鍍膜脆性大，往往導(dǎo)致鍍膜過早脫落而失效。
本實(shí)用新型目的在于提供一種制造工藝簡(jiǎn)單，而且能夠提高鍍層與基體結(jié)合力，降低鍍膜脆性，從而提高模具的使用壽命的電鍍梯度功能模。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，對(duì)45鋼做成的模具基體進(jìn)行電化學(xué)活化，控制電流密度3-5A/dm2和活化時(shí)間10-30min，由于鐵素體和滲碳體的電極電位不同，基體表面各處腐蝕速率不同，處于晶粒邊界的網(wǎng)狀鐵素體容易被腐蝕掉，使模具基體表面形成一定深度的凹坑。隨后電鍍鎳，鍍層扎進(jìn)基體中，并與基體形成犬牙交錯(cuò)的“鑲嵌界面”。在鍍液中加入粒度為1.0-3.5μm的碳化硅，控制電流密度2-10A/dm2、鍍液中SiC含量為1-15vol％、攪拌器速度為300-600r/min，可使鎳-碳化硅復(fù)合鍍層中的SiC含量控制在1.9-2.4vol％，且背離復(fù)合鍍層與基體形成的“鑲嵌界面”向外橫向梯度增加。Ni-SiC梯度復(fù)合鍍層外表面SiC的含量最高且表面分布著大量的SiC顆粒凸起，同樣可在Ni-SiC梯度復(fù)合鍍層的外表面形成“鑲嵌界面”，隨后電鍍鉻，最終產(chǎn)生不含裂紋只含微孔的硬鉻鍍層。
通過上面所述方法所得到的鎳-碳化硅復(fù)合鍍層的硬度可達(dá)到600-900HV，介于淬火45鋼(為600HV左右)和硬鉻鍍層(為1000HV左右)之間，線膨脹系數(shù)可達(dá)到12.0×10-6/℃-10.0×10-6/℃，介于45鋼(12.1×10-6/℃)和硬鉻鍍層(6.6×10-6/℃)之間，該鍍膜結(jié)構(gòu)可減少模具基體與硬鉻鍍層間在硬度和熱膨脹系數(shù)上的差異，也可減少基體與鍍層間內(nèi)應(yīng)力，從而可實(shí)現(xiàn)提高鍍膜與基體結(jié)合力、降低鍍膜表面脆性的目的。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得在850℃加熱、15％食鹽水中冷卻，鍍膜不開裂、不剝落。
綜上所述，由于在基體與Ni-SiC梯度復(fù)合鍍層間、Ni-SiC梯度復(fù)合鍍層與硬鉻鍍層間“鑲嵌界面”的形成，Ni-SiC梯度復(fù)合鍍層中SiC含量的線性增加，使本實(shí)用新型所述及的梯度功能膜具有與基體的結(jié)合力強(qiáng)、強(qiáng)度硬度高、抗磨、耐蝕和抗粘著性等優(yōu)點(diǎn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比可提高模具的使用壽命3倍以上。


圖1為本實(shí)用新型所述的梯度功能膜構(gòu)造示意
圖1是模具基體；2是Ni-SiC梯度復(fù)合鍍層；3是硬鉻鍍層；4是Ni-SiC梯度復(fù)合鍍層與模具基體之間形成的犬牙交錯(cuò)的“鑲嵌界面”；5是Ni-SiC梯度復(fù)合鍍層表面凸出的SiC顆粒與硬鉻鍍層形成“鑲嵌界面”；6是SiC顆粒。
圖2是Ni-SiC復(fù)合鍍層中SiC含量隨離基體距離變化的示意圖，SiC含量由界面4處的1.9vol％增加到界面5處的2.4vol％。
權(quán)利要求1.一種可提高模具使用壽命的電鍍梯度功能膜，其特征在于該鍍膜由附著在模具基體(1)上的Ni-SiC梯度復(fù)合鍍層(2)和表面不含裂紋只含微孔的硬鉻鍍層(3)構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的可提高模具使用壽命的電鍍梯度功能膜，其特征在于Ni-SiC梯度復(fù)合鍍層與模具基體之間為犬牙交錯(cuò)的“鑲嵌界面”(4)，Ni-SiC梯度復(fù)合鍍層表面凸出的SiC顆粒(6)與硬鉻鍍層形成“鑲嵌界面”(5)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的可提高模具使用壽命的電鍍梯度功能膜，其特征在于Ni-SiC梯度復(fù)合鍍層(2)中的SiC含量由“鑲嵌界面”(4)向著“鑲嵌界面”(5)的方向線性梯度增加，SiC含量由界面(4)處的1.9vol％線性增加到界面(5)處的2.4vol％。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可提高模具使用壽命的電鍍梯度功能膜,它由附著在模具基體上的Ni－SiC梯度復(fù)合鍍層和不含裂紋只含微孔的硬鉻鍍層構(gòu)成;三層結(jié)構(gòu)之間為“鑲嵌界面”;Ni－SiC復(fù)合鍍層中SiC 含量背離基體向外橫向梯度增加。這種構(gòu)造的鍍膜大大提高了鍍層與基體及鍍層間的結(jié)合力,降低鍍膜脆性,同時(shí),能夠滿足冷拔模、冷彎模、冷軋輥等模具對(duì)強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐蝕性和抗粘著性等性能的要求。
文檔編號(hào)C25D5/10GK2368857SQ9920948
公開日2000年3月15日 申請(qǐng)日期1999年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月26日
發(fā)明者郭成言 申請(qǐng)人:吉林工學(xué)院