模具的电蚀及预防

lcshjsb · 发表于 2008-10-31 15:42:18

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模具的电蚀及预防

想象一下，有这么一个破坏者，它能以各种不同的方式，在你不经意甚至充分准备的情况下随时潜入到你身边。它的唯一目的就是从每个从事模具制造的人手里盗取时间、金钱及生产效率。那么这个破坏者究竟是谁？谁会做这种事情呢？它就是腐蚀。了解电蚀产生的常见原因，也许将来能使你节省模具修复和返工的成本。

如果制模商和模具精修商没有了腐蚀的问题，那么电镀厂家可能会无所事事。如果给你的制件涂一层保护层的话，给你带来的益处绝对要比防腐多，如光滑性和脱模性的增强。但是，由于许多问题产生于腐蚀并且还会损害你的工具，所以你应该首先关注防腐。

腐蚀有各种不同形式。大多数人都知道孔蚀，也就是在金属表面形成小坑而出现问题。另一种腐蚀类型就是全面侵蚀，比如，铁暴露在空气和水中时生锈；银暴露在空气中失去光泽。还有一种腐蚀叫应力腐蚀，是拉伸应力与腐蚀环境相结合的产物。

何谓电蚀

常被制模业忽视的一种腐蚀叫电蚀，通常被人们误当作电解作用。电蚀指的是两种不同的金属在一种腐蚀性电解液中耦合时所产生的损害。出现这种情况时，反应中惰性（不太能抵抗这种腐蚀）差的金属变为阳极（正极），它此时腐蚀的速度要比金属平时腐蚀的速度快得多；而惰性好的金属变成阴极（负极），它此时腐蚀的速度要比金属平时腐蚀的速度慢得多。

仔细想想下列各种条件，考虑一下电池的工作原理。通常情况下，多数电池具备下列三个条件才能获得预期的反应：

● 一个正极电棒，当电池放电时用来获得来自外部电路的电荷。对于电蚀而言，这指的是两种金属中惰性较好的金属。
● 一个负极电棒，当电池放电时用来向外部电路释放电荷。这指的是惰性较差的金属或阴极。
● 一种电解液，为电荷在正极电棒与负极电棒之间游动提供一种机理。这可以是电镀中的水溶液、或者应用的塑料、或者所有其他物质。即便是空气中的水分也能在反应中起到催化剂的作用。

一旦这三种因素同时存在，电池就会释放能量，这全部是电蚀作用的结果。当这种反应发生在电池以外时，比如发生在模具厂，电蚀所产生的能量出现在两种不同金属间，并将其中惰性较差的一种金属腐蚀掉。

发生原理

当一个制件开始腐蚀的速度比你预料的还要快、不能与你的工作很好配合时，你可能会思考这个问题。电蚀发生的可能原因有多个。金属的惰性需要考虑，因此排除故障的最佳起点便是基质金属。如果你长时间使用一种模具，并且经过多次加工、再加工，这时你使用的可能不止一种金属——很像是在生产一种电池。另一点需要考虑的是处理工具时所用的电镀槽的纯度。假如你将一个铝质制件置入一个电镀槽中，而槽中漂浮着处理上个工件时遗留的一些铜碎料，其中一些碎料被电镀在要处理的工件上。一旦发生了这种事情，如果待处理工件的惰性不如铜的话，工件便会开始腐蚀。之所以会这样是因为电解液中出现了两种不同的金属。在这样的环境下，铜碎料和金属制件便会通过电镀液发生电蚀。

制件没做电镀保护处理是发生电蚀的另一个原因。铝材的惰性性能极差，因此铝腐蚀的速度极快。将镍基镀层涂刷在制件上可能是防止制件电蚀的必要步骤。这也许对所有情况未必都有效，但是如果制件与另外一种惰性较好的金属接触，而且又暴露于水或另一种电解液中时，镀层对于保护制件免遭电蚀被证明是很有益处的。

如何预防

首先，要确保自己对电蚀应有所了解。避免电蚀最常用的一个方法叫牺牲阳极法，其逻辑原理是：假定你正用镍溶液电镀一件铝制品。如果那件铝材制件有缺陷的话，比如坑，就会有一种可能性：电镀过程中，溶液或水分子将会留在要处理的制件缺陷内。水分子最终将成为生成电池所需的电解液。铝材的惰性比镍材差，所以在电镀过程中被用于防腐和延长制件的使用寿命，但实际中却加快了腐蚀、缩短了制件的寿命。解决方法是使用牺牲阳极法。

为了防止电蚀的发生，甚至是有缺陷的铝材也不会发生电蚀，你应将一种惰性比铝和镍都差的金属放入电解液中，用来牺牲本该传给铝的电荷，承受过程中所发生的腐蚀反应。这并非适用于所有的场合，但是一旦适用，实践证明这种方法非常有益。

模具从电镀槽里取出后所发生的电蚀是最常见的腐蚀之一。例如，将铝制品置入一种镍电镀液里。该铝件仍有一些小坑并且没做表面重整处理。铝和镍这两种显然不同的金属被绑在了一起。然而在铝件坑凹处所沉淀的镍要比铝件其它地方沉淀的镍少，因此坑凹处就暴露给了镍，现在只差一种电解液就会发生电蚀了。

当然了，你可以在空气里大量自由漂浮的氧气中找到这种电解液。空气中的冷凝液与两种不同的金属耦合就可以完成这个等式，创造一个电池，这样的话腐蚀过程已经开始了。氧气介入到混合物中，腐蚀扩散的程度及速度要比先前例子中的腐蚀大得多。采用下述两种方法中的任何一种可以避免电镀过程中的这种反应：

严格检查模具上的任何小坑和表面缺陷，在对其进行电镀处理之前先做相应的表面处理；
为确保防止腐蚀，要在模具表面上涂一层至少0.0005in厚的镍层。这个最小厚度的镍层，无论是对完好无缺的模件还是对于可能有坑或者其他缺陷的模件来说都是很有必要的。

几点建议

电蚀是模具和制模工业生产和发展道路上的拦路虎。最难之处在于当大多数人发现它时，模件返工已经不可避免了。任何有关人员都有责任了解电蚀究竟是怎么回事，并在出现腐蚀迹象的时候予以重视。在试图防止电蚀时要谨记以下几点：

● 避免接触电镀桌上的另一种不同的金属；
● 电镀槽中的电镀液要过滤洁净；
● 观察制件上是否有可能暴露原材质的瑕疵或缺陷；
● 不要等到已无法挽救时再研究腐蚀是什么。要切记安全永远比后悔好。

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