CN102230198A - 一种封闭式环形模具带的二次电铸成型工艺及其产品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种封闭式环形模具带的二次电铸成型工艺，具体地说是通过二次电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品的工艺及其产品。它公开了首先选取封闭式环形模具带的一个标准单元作为原型模块进行反复电铸，然后进行反复电铸最后所得的各块反向原型模块进行精密拼接，成为环形反向原型模块圈，然后进行二次电铸，成为封闭式环形模具带。它的封闭式环形模具带的材料可以根据使用需要自行选定，电铸成型的封闭式环形模具带解决了其他加工方式的接头难题，有利于生产的连续性，可以有效地增加生产效率等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种电铸成型工艺及其产品，具体地说是通过二次电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品的工艺及其产品。
背景技术
在包装、印刷行业、光学制品行业、防伪技术行业、以及新材料行业等领域，封闭式环形模具带的应用是十分普遍的。在以往的封闭式环形模具带的制作工艺中，主要为机械加工，如机械连接、焊接等，因此很容易形成模具图文的连接断层，即使经过精密细致的加工，看起来天衣无缝，但也存在应力集中，使用寿命不长的问题。同时模具带的材质也很难随意选择，往往不能满足各种不同的使用要求。而且，如此加工费力费时，因此模具带的价格很高，增加了使用成本。
发明目的
本发明目的是提供一种封闭式环形模具带的二次电铸成型工艺及其产品，以解决现有技术的不足。
本发明的技术解决方案有以下工艺步骤：
A、选取封闭式环形模具带的一个标准单元作为原型模块，该原型模块上带有18~60°的弧度，以上述原型模块进行反复电铸，铸成若干块反向原型模块，上述反向原型模块的块数以足够铸成封闭式环形模具为准；
所述反复电铸的工艺流程为：用以聚丙烯制作的电铸槽中放入氨基磺酸溶液，将原型模块（金属材质）放置于上述电铸槽中作阴极，将金属材料放置于上述电铸槽中作阳极；
B、将A步骤所得的各块反向原型模块进行精密拼接，成为环形反向原型模块圈，然后进行二次电铸，成为封闭式环形模具带；
所述精密拼接的加工方式为：将A步骤所得各块反向原型模块拼接成长条型，宽度为0.1~3.0米，长度为0.5~8.0米，然后将首尾用紧固件紧固，并同时将首尾两模块紧密衔接，使之成为一个封闭式环形反向原型模具带。
以上所述A步骤的原型模块在进入电铸工艺前，先安装在挂具上，用去离子水进行清洗后，用弱酸蚀食原型模块的表面氧化物和其它杂质，再用去离子水进行清洗干净，然后用稀释了的重铬酸钾溶液喷洒原型模块进行钝化处理，处理后再用去离子水进行清洗干净。
本发明所述A步骤中阳极金属材质为稀贵金属，所述稀贵金属为铜、镍、铁合金、铅、铂、金和银中的一种或多种混合。
上述A步骤中放置了阴极和阳极的电铸槽的电流密度为（实际值，需要根据原型模块的大小、面积而定，在3~300A/dm2之间），氨基磺酸溶液的温度30~50℃，PH值3.85~4.1，溶液流动方向为多向性，可根据需要选择正向（正水）、反向（反水）、侧向（侧流），其流动速度为（0.1-3m/s），以控制金属离子迁移至阴极原型材料的速度。
本发明的A步骤中当吸附在阴极的原型模块上的金属离子达到预计的厚度（一般在0.1~1mm之间）时，电铸阶段即完成，此时采用外力脱模法将所铸制品与原型模块分开，铸制品用去离子水清洗，即获得了一块反向原型模块。
所述的B步骤中将封闭式环形反向原型模具带放置于一个大型的用聚丙烯材料制作的电铸槽中，进行电铸，当电铸结束后，拆卸紧固件（在要求1中的特征B，所提及用于固定原型模块的），用外力脱模法将所铸制品与封闭式环形反向原型模具带分开，用去离子水清洗，并对所铸制品进行成品化处理，即获得成型的封闭式环形模具带。
本发明B步骤电铸结束后得到封闭式环形反向原型模具带，将上述封闭式环形反向原型模具带拆卸紧固件，用外力脱模法将所铸制品与封闭式环形反向原型模具带分开，用去离子水清洗，并对所铸制品进行成品化处理，即获得成品。
利用权利要求1到7任一项所述的一种封闭式环形模具带的二次电铸成型工艺所制得的封闭式环形反向模具带。
本发明的技术方案也可概括为：
1、 将设计的环形模具带的一个标准单元作为原型模块，安装在挂具上，用去离子水进行清洗后，用弱酸蚀食原型模块的表面氧化物和其它杂质，再用去离子水进行清洗干净，然后用稀释了的重铬酸钾溶液喷洒原型模块进行钝化处理，处理后再用去离子水进行清洗干净。
2、 在用聚丙烯材料制作的电铸槽中放入氨基磺酸溶液作为电解液，将处理干净的原型模块放置于电铸槽中作为阴极，将所铸金属（如铜、镍、铁合金、铅、铂、金、银、稀贵金属等）放置于电铸槽作为阳极材料，在直流电的作用下，阳极的金属材料在氨基磺酸溶液中完全离解为金属离子，向阴极运动，附着在阴极上。
3、 通过加大电铸槽两极的电流密度，调整氨基磺酸溶液的温度及PH值，控制氨基磺酸溶液的流动方向和速度，加快溶液中金属的电离速度，并使金属离子加速迁移到阴极，吸附在阴极的原型模块上。
4、 当吸附在阴极的原型模块上的金属离子达到预计的厚度时，电铸阶段即告完成，采用外力脱模法将所铸制品与原型模块分开，并用去离子水清洗，即获得了第一块反向原型模块。
5、 采用同样的方法取得若干块反向原型模块。
6、 采用精密加工方式，将各反向原型模块拼接成一长条型，尺寸完全可以根据使用要求来确定，宽度可以为0.1~2.0米，长度可以为0.5~8.0米，甚至更宽更长，然后将首尾用紧固件紧固，并同时兼顾首尾模块衔接紧密准确，使之成为一个封闭式环形反向原型模具圈。
7、 按照上述1、2、3的步骤，将封闭式环形反向原型模具带放置于一个大型的用聚丙烯材料制作的电铸槽中，进行电铸。
8、 电铸结束，拆卸紧固件，用外力脱模法将所铸制品与封闭式环形反向原型模具带分开，用去离子水清洗，并对所铸制品进行成品化处理，即获得成型的封闭式环形模具带。
本发明的优点在于：
1、 封闭式环形模具带的材料可以根据使用需要自行选定，例如不同强度的，不同硬度的，柔性的，韧性的，或脆性的等等，均可通过调整阳极材料来达到。
2、 电铸成型的封闭式环形模具带解决了其他加工方式的接头难题，结构均匀，无应力集中部位，可以有效地增加使用寿命。
3、 电铸成型的封闭式环形模具带设计图形连续，有利于生产的连续性，可以有效地增加生产效率。
4、 本发明提供的封闭式环形模具带的电铸成型工艺，适合成型各种尺寸的封闭式环形模具带，自由度大，可以满足各种不同的使用需求。
5、 本发明提供的封闭式环形模具带的电铸成型工艺，所需设备简单，占地面积小，投资成本低。
具体实施方式
实施例1
本发明有以下工艺步骤：
A、选取封闭式环形模具带的一个标准单元作为原型模块，以上述原型模块进行反复电铸，铸成若干块反向原型模块，上述反向原型模块的块数以足够铸成封闭式环形模具为准；
所述反复电铸的工艺流程为：用以聚丙烯制作的电铸槽中放入氨基磺酸溶液，将原型模块放置于上述电铸槽中作阴极，将金属材料放置于上述电铸槽中作阳极；
B、将A步骤所得的各块反向原型模块进行精密拼接，成为环形反向原型模块圈，然后进行二次电铸，成为封闭式环形模具带；
所述精密拼接的加工方式为：将A步骤所得各块反向原型模块拼接成长条型，宽度为0.1米，长度为8.0米，然后将首尾用紧固件紧固，并同时将首尾两模块紧密衔接，使之成为一个封闭式环形反向原型模具带。
实施例2
与实施例1相同，只是所述精密拼接的加工方式为：将A步骤所得各块反向原型模块拼接成长条型，宽度为3.0米，长度为0.5米，
实施例3
与实施例1相同，只是所述精密拼接的加工方式为：将A步骤所得各块反向原型模块拼接成长条型，宽度为1.6米，长度为4.3米，
实施例4
与实施例1相同，只是所述A步骤的原型模块在进入电铸工艺前，先安装在挂具上，用去离子水进行清洗后，用弱酸蚀食原型模块的表面氧化物和其它杂质，再用去离子水进行清洗干净，然后用稀释了的重铬酸钾溶液喷洒原型模块进行钝化处理，处理后再用去离子水进行清洗干净。
实施例5
与实施例1相同，只是所述A步骤中阳极金属材质为稀贵金属，所述稀贵金属为铜、镍、铁合金、铅、铂、金和银中的一种或多种混合。
实施例6
与实施例1相同，只是A步骤中放置了阴极和阳极的电铸槽的电流密度为15A/dm2，氨基磺酸溶液的温度50℃，PH值3.85，溶液流动方向为正向（正水）其流动速度为0.2m/s，以控制金属离子迁移至阴极原型材料的速度。
实施例7
与实施例1相同，只是A步骤中放置了阴极和阳极的电铸槽的电流密度为（实际值，需要根据原型模块的大小、面积而定， 300A/dm2），氨基磺酸溶液的温度30℃，PH值4.1，溶液流动方向为多向性，可根据需要选择反向（反水）、，其流动速度为0.1m/s，以控制金属离子迁移至阴极原型材料的速度。
实施例8
与实施例1相同，只是A步骤中放置了阴极和阳极的电铸槽的电流密度为（实际值，需要根据原型模块的大小、面积而定， 151A/dm2），氨基磺酸溶液的温度40℃，PH值4.5.，溶液流动方向为多向性，可根据需要选择侧向（侧流），其流动速度为1.5m/s，以控制金属离子迁移至阴极原型材料的速度。
实施例9
与实施例1相同，只是A步骤中当吸附在阴极的原型模块上的金属离子达到预计的厚度（一般在1mm之间）时，电铸阶段即完成。
实施例10
与实施例1相同，只是A步骤中当吸附在阴极的原型模块上的金属离子达到预计的厚度（一般在0.1mm之间）时，电铸阶段即完成。
实施例11
与实施例1相同，只是A步骤中当吸附在阴极的原型模块上的金属离子达到预计的厚度（一般在0.6mm之间）时，电铸阶段即完成。
实施例12
与实施例1相同，只是所述的B步骤中将封闭式环形反向原型模具带放置于一个大型的用聚丙烯材料制作的电铸槽中，进行电铸，当电铸结束后，拆卸紧固件，用外力脱模法将所铸制品与封闭式环形反向原型模具带分开，用去离子水清洗，并对所铸制品进行成品化处理，即获得成型的封闭式环形模具带。
实施例13
与实施例1相同，在B步骤电铸结束后得到封闭式环形反向原型模具带，将上述封闭式环形反向原型模具带拆卸紧固件，用外力脱模法将所铸制品与封闭式环形反向原型模具带分开，用去离子水清洗，并对所铸制品进行成品化处理，即获得成品。
Claims (8)
1.一种封闭式环形模具带的二次电铸成型工艺，其特征是有以下工艺步骤：
A、选取封闭式环形模具带的一个标准单元作为原型模块，该原型模块上带有18~60°的弧度，以上述原型模块进行反复电铸，铸成若干块反向原型模块，上述反向原型模块的块数以足够铸成封闭式环形模具为准；
所述反复电铸的工艺流程为：用以聚丙烯制作的电铸槽中放入氨基磺酸溶液，将原型模块放置于上述电铸槽中作阴极，将金属材料放置于上述电铸槽中作阳极；
B、将A步骤所得的各块反向原型模块进行精密拼接，成为环形反向原型模块圈，然后进行二次电铸，成为封闭式环形模具带；
所述精密拼接的加工方式为：将A步骤所得各块反向原型模块拼接成长条型，宽度为0.1~3.0米，长度为0.5~8.0米，然后将首尾用紧固件固定，并同时将首尾两模块紧密衔接，使之成为一个封闭式环形反向原型模具带。
2.根据权利要求1所述的一种封闭式环形模具带的二次电铸成型工艺，其特征在于所述A步骤的原型模块在进入电铸工艺前，先安装在挂具上，用去离子水进行清洗后，用弱酸蚀食原型模块的表面氧化物和其它杂质，再用去离子水进行清洗干净，然后用稀释了的重铬酸钾溶液喷洒原型模块进行钝化处理，处理后再用去离子水进行清洗干净。
3.根据权利要求1所述的一种封闭式环形模具带的二次电铸成型工艺，其特征在于所述A步骤中阳极金属材质为稀贵金属，所述稀贵金属为铜、镍、铁合金、铅、铂、金和银中的一种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的一种封闭式环形模具带的二次电铸成型工艺，其特征在于上述A步骤中放置了阴极和阳极的电铸槽的电流密度为3~300A/dm2，氨基磺酸溶液的温度30~50℃，PH值3.85~4.1，溶液流动方向为多向性，其流动速度为0.1-3m/s，以控制金属离子迁移至阴极原型材料的速度。
5.根据权利要求1所述的一种封闭式环形模具带的二次电铸成型工艺，其特征在于A步骤中当吸附在阴极的原型模块上的金属离子达到0.1~5mm时，电铸阶段即完成，此时采用外力脱模法将所铸制品与原型模块分开，铸制品用去离子水清洗，即获得了一块反向原型模块。
6.根据权利要求1所述的一种封闭式环形模具带的二次电铸成型工艺，其特征在于B步骤中将封闭式环形反向原型模具带放置于一个大型的用聚丙烯材料制作的电铸槽中，进行电铸，当电铸结束后，拆卸紧固件，用外力脱模法将所铸制品与封闭式环形反向原型模具带分开，用去离子水清洗，并对所铸制品进行成品化处理，即获得成型的封闭式环形模具带。
7.根据权利要求1所述的一种封闭式环形模具带的二次电铸成型工艺，其特征在于B步骤电铸结束后得到封闭式环形反向原型模具带，将上述封闭式环形反向原型模具带拆卸紧固件，用外力脱模法将所铸制品与封闭式环形反向原型模具带分开，用去离子水清洗，并对所铸制品进行成品化处理，即获得成品。
8.利用权利要求1到7任一项所述的一种封闭式环形模具带的二次电铸成型工艺所制得的封闭式环形反向模具带。
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