电镀、电刷镀、化学镀详解

1）电镀

电镀的基本原理是使用电化学方法在金属或非金属制品表面沉积金属或合金层。如图2-11所示为电镀装置示意图，电镀时，将被镀的工件和直流电源的阴极相连，要镀覆的金属和直流电源的阳极相连，并放在盛有电镀液的镀槽中，当电源与镀槽接通时，在阴极上沉积欲镀的金属层。

图2-11　电镀装置示意图

工件经过电镀后，外观有明显改善，还具有较高的表面耐蚀性、耐磨性和耐热性。在模具上应用较多的是镀硬铬，其镀层硬度高达900～1 200 HV，耐磨性好、耐蚀性好，且镀层光泽，不黏附。镀铬层一般为0.03～0.3 mm，如果镀层过厚，在模具承受强压或冲击时，镀层易剥落，效果反而不好，因此，镀硬铬不适宜冷冲模和冷镦模，只适合于加工应力较小的拉深模、塑料模等。例如，锌基合金注射模，未镀铬时，模具生产产品10 000件，表面划伤严重。在其表面镀一层硬铬后，其表面得到强化，在几十万次内无明显划痕，模具寿命大大提高。

随着电镀技术的发展，现已出现了合金电镀、复合电镀等技术。合金电镀是在一个镀槽中，同时沉积含有两种或两种以上的金属元素的镀层；复合电镀则是将金属与悬浮在电镀液中固体微粒同时沉积到工件表面形成复合镀层的方法。例如，把金刚石粉和金属一起镀到工件表面，可以获得极为耐磨的复合镀层，通过复合电镀还可以得到耐蚀性镀层、耐热性镀层等，这些电镀方法也在模具上应用。

2）电刷镀

电刷镀是依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀所需的电解液的方法。其原理与电镀原理相同，只是施镀方式不一样。如图2-12所示为电刷镀原理示意图。(www.xing528.com)

图2-12　电刷镀原理示意图

与电镀相比，电刷镀最大的优点是镀层质量和性能良好，沉积速度快，镀层结合牢固，工艺简单，易于操作，且不受模具形状和大小的限制，凡是镀笔能触及的地方均可施镀。电刷镀使用范围很广，一套电刷镀设备可以采用多种镀液，刷镀各种单一金属镀层、合金镀层、复合镀层，以满足不同的需求。

电刷镀主要用于模具工作表面的修复、强化和改性。例如，塑料盒注射模，材料为灰铸铁，模具质量1.3 t，由于模膛表面硬度低，磨损严重，采用电刷镀技术对模具型腔表面进行刷镀碱铜作为过渡层，再电刷镀镍钴合金作为工作表面，使模膛表面硬度由23 HRC提高到40 HRC，表面粗糙度Ra值由6.3μm降到0.8μm，耐磨性提高了两倍。

3）化学镀

化学镀是将工件置于镀液中，镀液中的金属离子通过获得由镀液中的化学反应而产生的电子，在工件表面上还原沉积而形成镀层。化学镀可获得单一金属镀层、合金镀层、复合镀层和非晶态镀层。与电镀和电刷镀相比，化学镀的优点是：均镀能力好，具有良好的仿型性（即可在形状复杂的表面上产生均匀厚度的镀层）；沉积厚度可控制，镀层致密与基体结合良好；设备简单，操作方便。复杂形状模具的化学镀，还可以避免常规热处理引起的变形。

化学镀已在多种模具上得到应用。例如，Cr12MoV钢制拉深模，经化学镀Ni-P处理后镀层硬度为60～64 HRC，具有良好的耐磨性和较低的摩擦系数，使用寿命从2万次提高到9万次。3Cr2W8V钢制热作模具，经过4 h化学镀Co-P，可获得12μm的镀层，再经过450℃，1 h的热处理，模具表面光亮，镀层与基体结合牢固，具有较高的硬度和良好的抗热疲劳性能。