[00969826]化学镀Ni-P工艺在铝型材挤压模具上的应用研究

该项目属于机械制造与零件表面工程和材料加工工程等多学科的交叉学科，又称为机械零件再制造学科。项目主要内容及特点实验证明，化学镀镍是修复铝型材挤压模具的有效方法，而且成本低廉。但是，几乎所有文献都认为，经过渗氮处理的模具无法进行化学镀镍处理，所以，截止目前，国内绝大多数相关企业仍然采用十分传统的渗氮处理方式以提高挤压模具的使用寿命。这样以来，当挤压模工作带的磨损量达到一定程度后，挤压模具会因尺寸超差而报废。若能对报废的挤压模具的工作带用化学镀镍工艺进行修复处理，则其使用寿命可以大大延长。基于以上考虑，该项目首先调查了经过渗氮处理的H13钢表面不能进行化学镀镍的原因，从理论和实验检测两方面对H13钢经过渗氮处理后的表面组织进行了分析研究，认为只要采取恰当措施并结合科学的超声波清洗工艺，可以实现在经过渗氮处理的H13模具钢表面进行化学镀镍处理。镀前清洗是模具前处理工艺中的重要一环。为了获得附着力强的化学镀层，针对铝型材挤压模具复杂窄缝的特点，该项目专门设计了专用的超声波清洗工艺和超声波电源，使用效果良好。镀速对镀层的致密度影响很大。为了提高镀层的耐磨性能，需要对镀速进行优化。该项目采用了比正交设计更适用的均匀设计方法设计实验方案，获得了pH值缓冲能力强、镀液稳定性好、镀速合适、镀层致密的化学镀镍镀液配方及施镀工艺。化学镀层的含磷量和热处理工艺对镀层的硬度和耐磨性能有重要影响,为此，该项目还对化学镀镍层的含磷量进行了筛选，对热处理工艺参数进行了优化。为了检验化学镀Ni-P合金镀层的耐磨性能，该项目还专门在河南科技大学摩擦磨损实验室将Ni-P合金镀层与渗氮H13钢进行了高温摩擦磨损试验对比，效果很好。通过对铝型材挤压模具的实际施镀，并经实际应用表明，该项目研究的铝型材挤压模具的修复工艺是科学实用的，应用后经济效益十分显著。现在已经有八家企业通过该项目使用了该技术，现正在与全球最大的无氧铜管企业-金龙公司、河南省最大的铝型材企业恒美铝业等多家公司洽谈合作事宜。届时年创经济效益将达亿元。