CN104233238A - 一种汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车专用模具的表面修复领域，具体地说是一种汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，解决现有技术中大型拉延模具磨损面积大、整体尺寸不能满足精度要求时，难以采用喷涂、堆焊和电刷镀等技术修复的问题。利用化学镀技术对汽车大型拉延模具进行整体表面修复和强化，使模具表面形成光滑、无孔隙、厚度均匀、提高模具表面硬度，延长模具使用寿命的镀层，用于汽车大型拉延模具的再修复过程。本发明通过使用本发明研制的镍磷化学镀配方，在拉延模具表面镀覆一层均匀致密的、光滑无孔隙的镍磷镀层，镀层无孔隙、表面光滑且厚度均匀，降低拉延模具基体表面的摩擦系数，增强基体的硬度，可以提高拉延模具的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及汽车专用模具的表面修复领域，具体地说是一种汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法。
背景技术
模具在汽车制造中具有极其重要的作用，各种模具种类繁多，特别是大型覆盖件拉延模具是汽车生产的关键性工艺装备，其结构尺寸大，模具型面形状复杂，对模具的尺寸精度和表面质量要求极高。模具在使用中经过长时间的冲压和拉延，造成模具表面磨损或损坏，尺寸精度达不到使用的要求，严重影响汽车整装的产品质量。因此，模具的再修复技术日益受到汽车厂家的重视，特别是大型覆盖件拉延模具的再制造。
模具的修复方法很多，目前许多大型汽车厂家在实际现场操作中，最经济、最切实可行的方法是采用喷涂、堆焊和电刷镀等技术修复模具。对于模具的局部修复这些方法很方便，灵活实用。但是对于使用时间长的大型拉延模具的修复，由于模具磨损面积大，整体尺寸不能满足精度的要求时，用这些方法修复就显得束手无策。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，解决现有技术中大型拉延模具磨损面积大、整体尺寸不能满足精度要求时，难以采用喷涂、堆焊和电刷镀等技术修复的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，利用化学镀技术对汽车大型拉延模具进行整体表面修复和强化，使模具表面形成光滑、无孔隙、厚度均匀、提高模具表面硬度，延长模具使用寿命的镀层，用于汽车大型拉延模具的再修复过程。
所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，化学镀液以次亚磷酸钠作为还原剂，硫酸镍作为主盐，附加络合剂、加速剂、稳定剂，其酸性镀液配方如下：
主盐：
硫酸镍NiSO4·6H2O：20～30g/l；
还原剂：
次亚磷酸钠NaH2PO2·H2O：30～40g/l；
络合剂：
乙酸钠NaAC·3H2O：20～24g/l；
DL-苹果酸CHOHCH2(COOH)2：5～25g/l；
乳酸CH3CHOHCOOH：5～25g/l；
丙酸C2H5COOH：5～25g/l；
加速剂：
丁二酸(CH2COOH)2：5～25g/l；
稳定剂：
乙酸铅(Pb2+)：1～3ppm；
硫脲H2NCSNH2：0.5～5ppm；
余量为水。
所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，化学镀液应用在汽车大型拉延模具处理中，使拉延模具置于容器内，在拉延模具表面化学镀镍磷镀层，化学镀液在拉延模具表面的催化作用下，经控制化学还原法进行的镍磷沉积过程，经控制化学还原法进行的镍磷的沉积过程。
所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，拉延模具处理包括除油、喷砂、活化、化学镀以及镀后处理，具体步骤如下：
(1)除油
拉延模具用酒精擦洗2～3次后，放入加热炉中加热除油，温度：300～380℃，保温2～10小时；
(2)喷砂除锈
拉延模具表面喷砂：用180～300目氧化铝金刚砂进行表面喷砂处理，喷砂后吹净；
(3)活化
采用浓度为5～15wt％的H2SO4作为活化液，在室温下活化时间为：1～10分钟；
(4)化学镀
将所述镀液各成分均匀混合后进行化学镀，化学镀工艺参数如下温度：85～90℃，pH：4.4～4.8，装载比：1～2dm2/l，时间1～3小时；镀后水洗、无水乙醇浇洗、加热烘干；
(5)后处理
采用CrO3进行封孔处理，工艺参数：CrO3：1～10g/l，余量为水；温度：70～85℃，时间：10～20分钟，最后进行热处理300～380℃，1～4小时，不需要镀镍表面进行喷漆。
所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，修复层厚度为15～40微米。
所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，修复层厚度优选为15～20微米或25～30微米。
所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，化学镀的镀速10～15微米/小时。
所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，化学镀的镀速优选为13～14微米/小时或11～13微米/小时。
所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，化学镀后水洗、无水乙醇浇洗、加热60～70℃烘干。
本发明的设计思想是：把镀液中的镍离子还原沉积在具有催化活性的拉延模具表面，使拉延模具基体表面镀覆一层均匀致密的、光滑无孔隙的镍磷镀层，对拉延模具起到保护、提高硬度、增加耐磨性和满足修复尺寸的作用。
本发明的有益效果如下：
1.通过使用本发明研制的镍磷化学镀配方，在拉延模具表面镀覆一层均匀致密的、光滑无孔隙的镍磷镀层，镀层无孔隙、表面光滑且厚度均匀，降低拉延模具基体表面的摩擦系数，增强基体的硬度，可以提高拉延模具的使用寿命。
2.本发明采用多重络合剂以及加速剂、稳定剂，提高了镀液稳定性，施镀速度可以调节，镀层厚度可以控制。
3.本发明采用浓度为5～15wt％的H2SO4作为活化液，可以除去试样表面上的极薄氧化膜，提高镍磷镀层的附着力。
附图说明
图1为本发明上模施镀部位试片分布图。
图2为本发明下模施镀部位试片分布图。
具体实施方式
下面通过实施例进一步详述本发明。
实施例1
在阁瑞斯汽车拉延模具表面采用本发明方法进行施镀，按如下步骤依次操作：
(1)除油
拉延模具用酒精擦洗2次后放入加热炉中加热除油(温度：310℃)，保温4小时。
(2)喷砂除锈
拉延模具表面喷砂：用180目氧化铝金刚砂进行表面喷砂处理，喷砂后吹净。
(3)活化
采用浓度为8wt％的H2SO4作为活化液，在室温下活化时间为5分钟，为了除去试样表面上的极薄氧化膜，应在进行化学镀之前，进行活化处理。
(4)化学镀
酸性镀液配方如下：
硫酸镍：27g/l；
次亚磷酸钠：30g/l；
乙酸钠：20g/l；
DL-苹果酸：12g/l；
乳酸：10g/l；
丙酸：10g/l；
丁二酸：16g/l；
乙酸铅：1ppm；
硫脲：2ppm；
余量为水。
将所述化学镀液各成分依次加入均匀混合后进行化学镀，化学镀工艺参数如下：
温度：85～90℃，时间：2小时，pH：4.6，装载比：1.2dm2/l，镀速13～14微米/小时，镀液中各种离子在金属表面的催化作用下，经化学还原沉积过程，镍磷合金沉积于施镀拉延模具表面。
(5)后处理
采用CrO3进行封孔处理，处理工艺参数：
CrO3：3g/l，余量为水；温度：78～82℃，时间：15分钟。镀后水洗、无水乙醇浇洗、加热60～70℃烘干。
后热处理：300℃，4小时，未镀表面进行喷漆保护。
经上述处理，获得镀层(修复层)厚度为25～28微米，镀层光滑、无孔隙、厚度均匀、提高磨具的硬度，可以延长拉延模具的使用寿命。
为了检验镀层质量每个拉延模具都进行挂片实验：试片挂在拉延模具的不同位置同时施镀，其性能代表相应位置拉延模具镀层的性能。如图1-图2所示，本实施例分别采用四个试片挂在拉延模具的不同部位(上模施镀部位和下模施镀部位)。
拉延模具的使用寿命，主要与拉延模具表面的硬度和结合强度有关。施镀后的拉延模具性能见表1(挂片实验)。
表1
| 试片 | 镀层厚度(微米) | 镀层硬度(HV) | 镀层结合力 |
| 试片1 | 28 | 792 | 通过250℃热震实验 |
| 试片2 | 27 | 786 | 通过250℃热震实验 |
| 试片3 | 26 | 798 | 通过250℃热震实验 |
| 试片4 | 26 | 805 | 通过250℃热震实验 |
| 试片5 | 27 | 780 | 通过250℃热震实验 |
| 试片6 | 27 | 772 | 通过250℃热震实验 |
| 试片7 | 26 | 765 | 通过250℃热震实验 |
| 试片8 | 25 | 785 | 通过250℃热震实验 |
实施例2
在海狮汽车大型拉延模具表面采用本发明方法进行施镀，按如下步骤依次操作：
(1)除油
拉延模具用酒精擦洗2次后，放入加热炉中加热除油(温度：340℃)保温8小时。
(2)喷砂
拉延模具表面喷砂：用260目氧化铝金刚砂进行表面喷砂处理。
(3)活化
采用浓度为10wt％的H2SO4作为活化液，在室温下活化时间为：2分钟。
(4)化学镀
酸性镀液配方如下：
硫酸镍：22g/l；
次亚磷酸钠：35g/l；
乙酸钠：22g/l；
DL-苹果酸：15g/l；
乳酸：8g/l；
丙酸：12g/l；
丁二酸：10g/l；
乙酸铅：1ppm；
硫脲：0.8ppm；
余量为水。
将所述化学镀液各成分依次加入均匀混合后进行化学镀，化学镀工艺参数如下：
温度：85～88℃，时间：1.5小时，pH：4.5，装载比：1.2dm2/l，镀速11～13微米/小时，镀液中各种离子在金属表面的催化作用下，经化学还原沉积过程，镍磷合金沉积于施镀拉延模具表面。
(5)后处理
采用CrO3进行封孔处理，处理工艺参数：
CrO3：5g/l，余量为水；温度：78～82℃，时间：20分钟。镀后水洗、无水乙醇浇洗、加热60～70℃烘干。
后热处理：380℃，1小时，未镀表面进行喷漆保护。
经上述处理，获得镀层厚度为16～19微米，镀层光滑、无孔隙、厚度均匀、提高拉延模具硬度，可以延长拉延模具的使用寿命。
为了检验镀层质量每个拉延模具都进行挂片实验：试片挂在拉延模具的不同位置同时施镀，其性能代表相应位置拉延模具镀层的性能。如图1-图2所示，本实施例分别采用四个试片挂在拉延模具的不同部位(上模施镀部位和下模施镀部位)。
拉延模具的使用寿命，主要与拉延模具表面的硬度和结合强度有关。施镀后的拉延模具性能见表2(挂片实验)。
表2
| 试片 | 镀层厚度(微米) | 镀层硬度(HV) | 镀层结合力 |
| 试片1 | 17 | 850 | 通过250℃热震实验 |
| 试片2 | 18 | 883 | 通过250℃热震实验 |
| 试片3 | 19 | 890 | 通过250℃热震实验 |
| 试片4 | 19 | 901 | 通过250℃热震实验 |
| 试片5 | 16 | 868 | 通过250℃热震实验 |
| 试片6 | 16 | 875 | 通过250℃热震实验 |
| 试片7 | 18 | 890 | 通过250℃热震实验 |
| 试片8 | 19 | 859 | 通过250℃热震实验 |
实施例结果表明，本发明提出采用化学镀技术对汽车大型拉延模具进行整体表面修复和强化，以降低模具再制造的成本。
Claims (9)
1.一种汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，其特征在于，利用化学镀技术对汽车大型拉延模具进行整体表面修复和强化，使模具表面形成光滑、无孔隙、厚度均匀、提高模具表面硬度，延长模具使用寿命的镀层，用于汽车大型拉延模具的再修复过程。
2.按照权利要求1所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，其特征在于，化学镀液以次亚磷酸钠作为还原剂，硫酸镍作为主盐，附加络合剂、加速剂、稳定剂，其酸性镀液配方如下：
主盐：
硫酸镍NiSO4·6H2O：20～30g/l；
还原剂：
次亚磷酸钠NaH2PO2·H2O：30～40g/l；
络合剂：
乙酸钠NaAC·3H2O：20～24g/l；
DL-苹果酸CHOHCH2(COOH)2：5～25g/l；
乳酸CH3CHOHCOOH：5～25g/l；
丙酸C2H5COOH：5～25g/l；
加速剂：
丁二酸(CH2COOH)2：5～25g/l；
稳定剂：
乙酸铅(Pb2+)：1～3ppm；
硫脲H2NCSNH2：0.5～5ppm；
余量为水。
3.按照权利要求1或2所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，其特征在于，化学镀液应用在汽车大型拉延模具处理中，使拉延模具置于容器内，在拉延模具表面化学镀镍磷镀层，化学镀液在拉延模具表面的催化作用下，经控制化学还原法进行的镍磷沉积过程，经控制化学还原法进行的镍磷的沉积过程。
4.按照权利要求3所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，其特征在于，拉延模具处理包括除油、喷砂、活化、化学镀以及镀后处理，具体步骤如下：
(1)除油
拉延模具用酒精擦洗2～3次后，放入加热炉中加热除油，温度：300～380℃，保温2～10小时；
(2)喷砂除锈
拉延模具表面喷砂：用180～300目氧化铝金刚砂进行表面喷砂处理，喷砂后吹净；
(3)活化
采用浓度为5～15wt％的H2SO4作为活化液，在室温下活化时间为：1～10分钟；
(4)化学镀
将所述镀液各成分均匀混合后进行化学镀，化学镀工艺参数如下温度：85～90℃，pH：4.4～4.8，装载比：1～2dm2/l，时间1～3小时；镀后水洗、无水乙醇浇洗、加热烘干；
(5)后处理
采用CrO3进行封孔处理，工艺参数：CrO3：1～10g/l，余量为水；温度：70～85℃，时间：10～20分钟，最后进行热处理300～380℃，1～4小时，不需要镀镍表面进行喷漆。
5.按照权利要求1或4所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，其特征在于，修复层厚度为15～40微米。
6.按照权利要求1或4所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，其特征在于，修复层厚度优选为15～20微米或25～30微米。
7.按照权利要求1或4所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，其特征在于，化学镀的镀速10～15微米/小时。
8.按照权利要求1或4所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，其特征在于，化学镀的镀速优选为13～14微米/小时或11～13微米/小时。
9.按照权利要求1或4所述的汽车用大型覆盖件拉延模具的修复方法，其特征在于，化学镀后水洗、无水乙醇浇洗、加热60～70℃烘干。
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