模具镀硬铬：中途断电引起的5大故障案例分析

某铸造厂长期性自做热铸磨具，模具基体金属材料为 3Cr2W8V 碳素钢，选用硬质氧化加工工艺加强模具生产加工表面强度。象征性磨具为金属材料挤压筒与金属破孔针。

在其中挤压筒的常见规格为：公称直径 360 mm，长短700 ～ 900 mm，厚度 30 ～ 50 mm，内壁硬铬镀层薄厚 30 ～ 56 μm。金属材料破孔针的典型性规格为：长短 1.5 m，顶部球形梢度 50 ～ 100 mm，孔径 30 ～ 150 mm，表面硬铬镀层薄厚 30 ～ 56 μm。

小编在长久的生活实践中，展示了一些关于磨具硬质氧化的常见常见故障实例。

文中对关闭电源所引起的磨具硬铬镀层结合性差而导致脱落的问题展开分析，同时结合实例分析了别的发病原因所引起的该类常见故障，以便同行业参照。

【案例 1】长时间半途关闭电源

1 故障问题

在温度 55 °C、交流电压(18 ± 1) V、负极电流强度 60 A/dm2条件下，对金属材料挤压筒内表面硬质氧化，施镀环节中一部分车次的电镀锡产生镀层脱落状况。

2 分析与解决

镀层脱落情况的发病原因包括镀前处理不到位(一般为基体表面废弃物或是金属材料氧化膜并没有除净)，镀液中 SO42- 含量较高，温度过低，电流强度太高，基体金属材料热应力大，工件加热不足，电镀工艺半途关闭电源。因为该常见故障不规律出现在电镀工艺环节中，期内未拆换过镀液，可清除镀液这一发病原因。了解当班人员后，也基本上清除镀前处理问题。查询生产记录发觉，常见故障产品和半途关闭电源有关。

该铸造厂位于山区地带，而电镀车间又坐落于工厂的偏僻的地方，那时候因供电负荷负载，电力部门实行系统分区压负载供电系统的举措，导致一部分电镀工艺车次半途关闭电源，从而出现以上常见故障。与电力部门商议确保电镀工艺环节中供电系统的持续性后，故障处理。

3 工程措施

硬质氧化过程中遇到关闭电源时，不锈钢层表面会很快空气氧化涂膜，若插电之后直接施镀，镀层结合性差，从而出现脱皮、脱落的情况。关闭电源时间超 15 min 时，能通过对电镀锡开展阳极氧化腐蚀来挽救，流程如下所示：

(1) 变换直流稳压电源的电级，将磨具工件做为阳极氧化，在(35 ± 5) A/dm2下电解法 30 ～ 100 s，以腐蚀工件表面的氧化膜，使工件表面原先的镀层得到外部经济粗糙表面。

(2) 腐蚀完成后，快速变换直流稳压电源的电级，要被镀工件变成负极，先往(100 ± 20) A/dm2下冲击性镀3 min，再去 60 A/dm2下持续正常的电镀工艺。

【案例 2】短时间半途关闭电源

1 故障问题

同一生产流水线，确保电镀工艺环节中持续供电系统后，对金属材料挤压筒内表面硬质氧化，工艺参数与案例 1 同样。

但施镀环节中一些车次电镀锡依然存在镀层脱落的情况。

2 分析与解决

拥有上次解决故障工作经验，先从供电系统层面改整。供电系统的终断包括二种：一是交流电关闭电源，二是整流设备常见故障所造成的直流稳压电源终断。设备检查没什么问题。查询变电站的供电系统纪录发觉，常见故障批号和变电站的高压柜操作相关。当施镀过程中遇到短期内停电后，改成阶梯性给电后继续电镀工艺，故障处理。

3 工程措施

硬质氧化过程中遇到短期内停电后，工件表面就会形成比较薄的氧化膜，根据阶梯性给电活性基体表面后继续电镀工艺，可以确保镀层的结合性，防止镀层脱落。流程如下所示：

(1) 各自操纵交流电压和负极电流强度为(3.5 ± 0.5) V 和(20 ± 5) A/dm2，以确保基体上只有析氢反应(以镀槽内轻度冒气泡为标准)，不断 5 ～ 10 min。初生态的氢原子具有极强的复原水平，能够将金属材料表面的氧化膜复原为金属材料[。

(2) 在 30 min 内逐步上升电流强度至 100 A/dm2，每 5 min 上升 20 A/dm2

【案例 3】半途停电后阳极氧化腐蚀时间太长

1 故障问题

同一生产流水线，对金属材料挤压筒内表面硬质氧化，工艺参数齐上。因厂区断电，导致某车次电镀工艺全过程半途关闭电源 2 h，采用阳极氧化腐蚀对策后，该生产批次挤压筒内表面镀层仍发生脱落情况。

2 分析与解决

因为断电时间比较长，该车次选用阳极氧化腐蚀加工工艺对工件展开了修复施镀的镀前处理。了解当班人员发觉，当日同一生产车间另一生产流水线也正在进行中低碳钢基体的电镀工艺工作，关闭电源修复施镀前，当班人员对碳素钢件和低碳钢件统一展开了 60 s 的阳极氧化腐蚀。

不同种类的金属材料基体，其阳极氧化腐蚀时长各有不同。针对低碳钢，腐蚀时长宜保持在 30 ～ 60 s ;但对于合金结构钢，合适的腐蚀期为 5 ～ 10 s 。腐蚀时间太长也会造成镀层结合性减少。

3 工程措施

对电镀锡基体阳极氧化腐蚀活性时，应该根据基体材质操纵活性时长，不一样材料基体的阳极氧化腐蚀时长见表 1。

【案例 4】半途关闭电源 2 h，阳极氧化腐蚀解决合铬，但镀层呈网状裂痕

1 故障问题

某车次因整流电源常见故障导致电镀工艺环节中关闭电源 2 h，已按表 1 严格把控阳极氧化腐蚀时长，但是该生产批次破孔针表面镀层呈裂痕状。

2 分析与解决

举办当场技术指标分析会，阐述了机器设备、供电系统、镀液成份、负极电流强度的维持等各个环节，均正常的。后留意到常见故障出现于冬天，精确测量槽体镀液温度小于 20 °C，确认了故障问题取决于槽体镀液温度太低。对生产车间采用采暖对策，确保镀槽温度在(55.0 ± 1.5) °C，故障处理。

3 工程措施

镀液温度过低或电流强度很大，所得的硬铬镀层延性大且呈裂痕状，易脱落。因而施镀全过程应操纵镀液温度和负极电流强度在合适范围之内。

别的发病原因所导致的硬铬镀层掉下来常见故障

半途停电后疏忽大意会导致硬质氧化层结合性差乃至掉下来。此外，引起硬铬镀层脱落也有外在因素，在研究常见故障的时候要注意区别，不能只是从一个方面思考问题，有一些常见故障(如例 4)有可能是二种或是二种之上原因引起的。

1 镀前处理不到位

含钨合金水泥预制件硬质氧化层薄厚超过 30 μm，造成基体与镀层之间结合性不太高，延性大，抗压强度低。在镀前处理中，务必彻底消除金属材料表面的污垢和氧化膜，使金属材料基体结晶体 ，才能保证电镀工艺品质。

2 工件入槽时温度过低，造成槽温减少

工件入槽前先要加热到 55 °C(工艺标准的镀液温度)，使电镀锡与镀液的温度基本一致之后再插电。工件在(55 ± 2) °C 热水槽体加热，加热时长 15 min 上下。在电镀生产线时要配备温度调整机器设备。确保施环节中镀液温度维持在(55.0 ± 1.5) °C。

这儿的磨具是厚壁管工件，做到热稳定的时间对比厚壁工件长。当开水槽容量超过工件容积的 10 倍左右时，厚壁工件必须加热 3 ～ 10 min，厚壁管工件加热 5 ～ 15 min。

3 镀液中 SO42- 成分过高

剖析调节镀液成份，操纵 CrO3与 SO4正离子 的摩尔比为 100∶1。

4 基体金属材料热应力大

工件在电渡前需要进行退火处理，以清除基体金属热应力。

确保含钨合金水泥预制件硬质氧化品质的工程措施

(1) 电镀工艺环节中要确保直流稳压电源供电系统的持续靠谱。留意关闭电源包括交流电的终断和因整流电源故　障发生的沟通有电而直流电没电两类。

(2) 施镀全过程发生 15 min 以上关闭电源时，应做阳极氧化腐蚀。

(3) 施镀全过程发生短期内关闭电源时，要采取阶梯性给电能方法活性基体表面。

(4) 合金结构钢的阳极氧化腐蚀时长应保持在 5 ～ 10 s。

(5) 操纵镀液温度和负极电流强度在合适范围之内，选用管道阴极保护来确保负极电流强度。

(6) 镀前处理时要彻底消除金属材料表面的污垢和氧化膜，使金属材料基体结晶体 。

(7) 工件入槽之前先加热，厚壁工件加热 3 ～ 10 min，厚壁管工件加热 5 ～ 15 min。

(8) 调节镀液成份，应操纵 CrO3与 SO4离子的摩尔比为 100∶1。

(9) 工件在电镀工艺时进行退火处理，以清除基体金属热应力。