[实用新型]可提高模具使用寿命的电镀梯度功能膜

说明书

本实用新型涉及一种可提高模具使用寿命的电镀梯度功能膜。

目前国内冷拔模、冷弯模、冷轧辊的制造和修复采用在淬火钢表面直接镀铬，但由于镀层与基体结合力弱、镀膜脆性大，往往导致镀膜过早脱落而失效。

本实用新型目的在于提供一种制造工艺简单，而且能够提高镀层与基体结合力，降低镀膜脆性，从而提高模具的使用寿命的电镀梯度功能模。

为实现上述目的，对45钢做成的模具基体进行电化学活化，控制电流密度3-5A/dm²和活化时间10-30min，由于铁素体和渗碳体的电极电位不同，基体表面各处腐蚀速率不同，处于晶粒边界的网状铁素体容易被腐蚀掉，使模具基体表面形成一定深度的凹坑。随后电镀镍，镀层扎进基体中，并与基体形成犬牙交错的“镶嵌界面”。在镀液中加入粒度为1.0-3.5μm的碳化硅，控制电流密度2-10A/dm²、镀液中SiC含量为1-15vol％、搅拌器速度为300-600r/min，可使镍-碳化硅复合镀层中的SiC含量控制在1.9-2.4vol％，且背离复合镀层与基体形成的“镶嵌界面”向外横向梯度增加。Ni-SiC梯度复合镀层外表面SiC的含量最高且表面分布着大量的SiC颗粒凸起，同样可在Ni-SiC梯度复合镀层的外表面形成“镶嵌界面”，随后电镀铬，最终产生不含裂纹只含微孔的硬铬镀层。

通过上面所述方法所得到的镍-碳化硅复合镀层的硬度可达到600-900HV，介于淬火45钢(为600HV左右)和硬铬镀层(为1000HV左右)之间，线膨胀系数可达到12.0×10^-6/℃-10.0×10^-6/℃，介于45钢(12.1×10^-6/℃)和硬铬镀层(6.6×10^-6/℃)之间，该镀膜结构可减少模具基体与硬铬镀层间在硬度和热膨胀系数上的差异，也可减少基体与镀层间内应力，从而可实现提高镀膜与基体结合力、降低镀膜表面脆性的目的。经试验测得：在850℃加热、15％食盐水中冷却，镀膜不开裂、不剥落。

综上所述，由于在基体与Ni-SiC梯度复合镀层间、Ni-SiC梯度复合镀层与硬铬镀层间“镶嵌界面”的形成，Ni-SiC梯度复合镀层中SiC含量的线性增加，使本实用新型所述及的梯度功能膜具有与基体的结合力强、强度硬度高、抗磨、耐蚀和抗粘着性等优点，与现有技术相比可提高模具的使用寿命3倍以上。

图1为本实用新型所述的梯度功能膜构造示意图：

1是模具基体；

2是Ni-SiC梯度复合镀层；

3是硬铬镀层；

4是Ni-SiC梯度复合镀层与模具基体之间形成的犬牙交错的“镶嵌界面”；

5是Ni-SiC梯度复合镀层表面凸出的SiC颗粒与硬铬镀层形成“镶嵌界面”；

6是SiC颗粒。

图2是Ni-SiC复合镀层中SiC含量随离基体距离变化的示意图，SiC含量由界面4处的1.9vol％增加到界面5处的2.4vol％。