镀铬在汽车冷冲压模中的运用

罗权

摘 要：一般汽车上的冷冲压件通过冷冲压模具冲压而成。模具成型面的材质，大多为HT300，其耐磨性有限。当冲压一定次数后，模具表面将不断被磨损，模具无法保证其稳定生产出合格零件。通过镀铬处理，在模具型面上镀上一层耐磨损的铬。提高模具耐磨性，提高零件稳定性，提高模具使用寿命。

关键词：镀铬；耐磨性；冷冲压模具

随着汽车的快速发展，对汽车冲压件提出越来越高的要求。汽车市场不断变化，汽车质量不段挑战。针对模具，针对其耐磨性要求越来越高。

1 铬的特性

铬具有良好的耐磨性。镀铬层的摩擦系数很小，一般在0.12-0.14范围内。钢块的摩擦系数在0.2-0.3范围内。具有良好的耐磨性，被广泛运用于冷冲压模具的型面上。同时，铬具有良好的耐蚀性。金属铬在空气中极易钝化，表面形成一层极薄的钝化膜，在碱液、硝酸、硫酸、硫化物及许多有机酸中均不发生作用。但是铬能溶于盐酸，这也是镀铬可以实现的主要原因。此外，铬具有抗氧化性。当镀铬层在空气中加热到500℃时，其外观和硬度仍无明显的变化。

2 电镀原理

电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化（如锈蚀），提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性（硫酸铜等）及增进美观等作用。

电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。

电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性（镀层金属多采用耐腐蚀的金属）、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、光滑性、耐热性和表面美观。

由于电镀具有以上特点，目前镀铬广泛应用于汽车冷冲压模具上，为零件稳定生产提供可靠保障。

3 模具镀铬工艺流程

電镀过程是镀液中的金属离子在外电场的作用下，经电极反应还原成金属原子，并在阴极上进行金属沉积的过程。以下为模具镀铬工艺流程：

3.1 检查

当确定哪套模具需要镀铬时，镀铬前需要检查模具的质量，查看是否有质量缺陷（裂纹、补焊气孔等），尤其是冷冲压模具的补焊，当使补焊不良时，会影响最终的镀铬效果。此外，肉眼可检查模具是否有裂纹，裂纹大小和方向。检查时，发现任何质量缺陷，都需要拍照记录。

3.2 清洗

一般生产过程中，为防止模具生锈，都会涂上防锈油。有时在模具型面上，还会遗留一些铁屑。若日常模具维护不是很好的话，模具型面上有时会留有灰尘。因此在电镀前，必须进行模具的清洗。

3.3 脱脂

为提高镀铬质量，有效清理模具需电镀型面上的油污时，采用脱脂来增加电镀铬的附着力。目前最常用的是利用碳酸钙与香蕉水的混合物来清理油污。

3.4 打磨

清洗后，针对有些不光顺的面，需要打磨抛光模具表面，使镀层均匀光顺。此打磨只是很轻微的打磨，不是日常模具维修类的打磨。打磨时仅仅对圆角处不顺，稍稍磨光，不得影响零件本身的造型设计。

3.5 覆盖

一般冷冲压模具上由很多机构装配而成。镀铬，是仅针对零件成型面的镀铬。针对不需要电镀的加工面、平衡块、导板等需要贴上绝缘胶带，避免镀层、腐蚀带来的不利影响。如果不做防护措施，不进行隔离，此类加工面，平衡块会立马被电镀池的药水腐蚀，无法使用。

3.6 阳极

以上模具的准备工作完成后，需要针对模具搭建阳极工装，铜板和铅丝。电镀完成后，铅丝表面会被氧化，需要清洗冲刷，保证导电性。在模具周圈搭建好电镀电路，做好电镀前的最后一步准备。

3.7 电镀

电镀电路搭建完之后，通电进行电镀，需电镀的模具型面为负极，发生还原反应，铬酸酐（CrO3）溶于水生成铬酸（H2CrO4）和重铬酸（H2Cr2O7）。

阴极反应：

Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O

2H++2e-=H2（气体）

CrO42-+4H++6e-=Cr（镀层）+4OH-

阳极反应：

2Cr3+-6e-+7H2O=Cr2O72-+14H+

2H2O-4e-=O2（气体）+4H+

3.8 分解

在电镀池内发生电镀反应后，在模具上或多或少会残留一些电镀液。因此电镀后，需先用水洗模具上的表面残留物。只有当清洗完后，才可以分解阳极工装，即把第6步安装的工装拆除。

3.9 清洗

拆完模具的工作后，需要对模具上进行整体的仔细清洗、吹干残留物，包括表面、坑坑洼洼、加工孔等。尤其是有些避让机构，容易残留液体。

3.10 镀后抛光

当电镀完后，需要对冷冲压模具的型面检查镀后表面质量。且需要抛光模具型面，若有大面积橘皮、镀层脱落的现象，则说明电镀不合格，需要进行二次电镀。

3.11 检测

电镀抛光后，电镀完成，需要检查电镀面的硬度、镀层厚度。一般而言，镀层的硬度要求：HRC 60-65；膜厚要求：准平面10-20um；R角、拉延筋25-40um。

3.12 二次电镀

如果出现第11条所述情况，需要去掉模具型面的原有镀层，进行第二次镀铬。主要是如下三步：拨离开、中和、水洗。

1）拨离：在剥离槽中去掉原有镀铬层，剥离槽里是盐酸溶液

2）中和：在中和槽中清洗掉表面残留的酸性溶液，中和槽里面是碱性溶液

3）水洗：在水洗槽中去掉表面残留化学物质

以上共12条为冷冲压模具的电镀工艺。冷冲压模具通过镀铬，可提高模具型面的耐磨性，提高模具寿命，保证可生产出合格零件。