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一個描述電鑄鎳殼在注塑模具的應(yīng)用的技術(shù)研究
摘要：在過去幾年中快速成型技術(shù)及快速模具已被廣泛開發(fā)利用. 在本文中,使用電芯作為核心程序?qū)λ芰献⑸淠＞叻治觥Ｍㄟ^差分系統(tǒng)快速成型制造外殼模型。主要目的是分析電鑄鎳殼力學(xué)特征、 研究相關(guān)金相組織，硬度，內(nèi)部壓力等不同方面，由這些特征參數(shù)以生產(chǎn)電鑄設(shè)備的外殼。最后一個核心是檢驗注塑模具。
關(guān)鍵詞：電鍍；電鑄；微觀結(jié)構(gòu)；鎳
1. 引言
現(xiàn)代工業(yè)遇到很大的挑戰(zhàn)，其中最重要的是怎么樣提供更好的產(chǎn)品給消費者,更多種類和更新?lián)Q代問題。因此,現(xiàn)代工業(yè)必定產(chǎn)生更多的競爭性。毫無疑問，結(jié)合時間變量和質(zhì)量變量并不容易。因為他們經(jīng)常彼此互為條件；先進(jìn)的生產(chǎn)系統(tǒng)將允許該組合以更加有效可行的方式進(jìn)行，例如，如果是觀測注塑系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變、 我們得出的結(jié)論是，事實上一個新產(chǎn)品在市場上具有較好的質(zhì)量它需要越來越少的時間快速模具制造技術(shù)是在這一領(lǐng)域，中可以改善設(shè)計和制造注入部分的技術(shù)進(jìn)步。快速模具制造技術(shù)基本上是一個中小型系列的收集程序，在很短的時間內(nèi)在可接受的精度水平基礎(chǔ)上讓我們獲得模具的塑料部件。其應(yīng)用不僅在更加廣闊而且生產(chǎn)也不斷增多。
本文包括了很廣泛的研究路線，在這些研究路線中我們可以嘗試去學(xué)習(xí)，定義，分析，測試，提出在工業(yè)水平方面的可行性，從核心的注塑模具制造獲取電鑄鎳殼，同時作為一個初始模型的原型在一個FDM設(shè)備上的快速成型。
不得不說的是,先進(jìn)的電鑄技術(shù)應(yīng)用在無數(shù)的行業(yè)，但這一研究工作調(diào)查到什么程度，并根據(jù)這些參數(shù)，使用這種技術(shù)生產(chǎn)快速模具在技術(shù)上是可行的。都產(chǎn)生一個準(zhǔn)確的，系統(tǒng)化使用的方法以及建議的工作方法。
2. 制造過程的注塑模具
薄鎳外殼的核心是電鑄，獲得一個充滿epoxic金屬樹脂的一體化的核心板塊模具(圖1)允許直接制造注射型多用標(biāo)本，因為它們確定了新英格蘭大學(xué)英文國際表卓華組織3167標(biāo)準(zhǔn)。這樣做的目的是確定力學(xué)性能的材料收集代表行業(yè)。
該階段取得的核心[4]，根據(jù)這一方法研究了這項工作，有如下：
a,用CAD系統(tǒng)設(shè)計的理想對象
b模型制造的快速成型設(shè)備(頻分多路系統(tǒng)). 所用材料將是一個ABS塑料
c一個制造的電鑄鎳殼，已事先涂有導(dǎo)電涂料(必須有導(dǎo)電)。
d無外殼模型
e核心的生產(chǎn)是背面外殼環(huán)氧樹脂的抗高溫與具有制冷的銅管管道。
有兩個腔的注塑模具、 其中一個是電核心和其他直接加工的移動版。因此,在同一工藝條件下，同時注入兩個標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)制造，獲得相同的工作。
3 獲得電殼:設(shè)備
電鍍是電解質(zhì)時電流的化學(xué)變化，電解所形成的直流電有兩個電極，陽極和陰極。當(dāng)電流流經(jīng)電路，在離子溶液中轉(zhuǎn)化為原子。
電鍍液用于這項工作是由氨基磺酸鎳400 毫升/升,氯化鎳(10克/升)、硼酸(50克/升),allbrite SLA(30毫升/升),allbrite703(2毫升/升)。選擇這種組合主要原因是我們考慮注塑模具程序是玻璃纖維。氨基磺酸鎳讓我們獲得可以接受的內(nèi)部壓力(測試不同工藝條件結(jié)果,而不是最佳工藝條件約2兆帕最高為50兆帕)。不過,這種內(nèi)部壓力是由touenesulfonamode衍生物和甲醛水溶液使用的ALLbrite添加劑的結(jié)果。
這種添加劑也增加了殼的阻力。 Allbrite703是一種可生物降解水溶液表使用劑氯化鎳，有利于解決金屬統(tǒng)一分布在陰極，提高導(dǎo)電性的問題。硼酸作為PH值緩沖區(qū)。
該設(shè)備用于制造殼的測試如下：
● 聚丙烯:600毫米×400毫米×500毫米的尺寸
● 三聚四氟乙烯電阻器,每一個有800W
● 具有機械攪拌系統(tǒng)的陰極
●循環(huán)和過濾系統(tǒng)用的泵和聚丙烯過濾器。
● 充電整流器 最大強度在連續(xù)50個A和連續(xù)電流電壓介于0至16伏
● 籃鈦鎳陽極(鎳硫回合電解鎳)純度99%以上
● 氣體注入系統(tǒng)
一旦電流密度( 1-22A/dm），溫度(35至55℃)和pH值，已經(jīng)確定，執(zhí)行參數(shù)以及測試的進(jìn)程部分不可改變。
4 獲得硬度
電殼硬度的測試一直保持在相當(dāng)高的很穩(wěn)定的結(jié)果。如圖2，可以看到：電流密度值2.5到22A/dm，硬度值介于540到580高壓，PH值為4+-0.2和溫度為45攝氏度，如果PH減少到3.5和溫度為55攝氏度，硬度為520以上，高壓低于560.這一測試使常規(guī)組成不同于其他氨基磺酸鎳，允許其經(jīng)營更加廣泛，然而，這種operatyivity將是一定的取決于其他因素，如內(nèi)部壓力，因為他可能的變異。
改變PH值，電流密度和溫度等，另一方面，傳統(tǒng)的硬度氨基磺酸鎳承受的高壓在200-250之間，遠(yuǎn)低于取得的一個實驗結(jié)果的電壓。對于一個注塑模具，硬度可以接受的起點300高壓這是必須考慮的，注塑模具中最常見的材料，有改善鋼（290高壓），整體淬火（520-595高壓），casehardened鋼鐵（760-8--高壓）等，以這樣一種方式，可以看到，注塑模具硬度水平的鎳是殼內(nèi)的高范圍的材料。因為這是一個負(fù)責(zé)內(nèi)部壓力的塑料注射液，這種方式與環(huán)氧樹脂灌漿將遵循它，相反對低韌性的殼補償，這就是為什么它是必定盡可能的外殼厚度均勻，并沒有重要的原因，如 腐蝕。
5 金相組織
為了分析金相結(jié)構(gòu)、電流密度、溫度主要變化. 在正面橫向部分（垂直沉積）對樣品進(jìn)行了分析，為了方便地封裝在樹脂，拋光。銘刻，在不同階段的混合乙酸和硝酸。該時刻間隔15,25,40,50之后再次拋光, 為了在金相顯微鏡下觀察奧林巴斯PME3-ADL3.3X/10X
必須要說的是，這一條規(guī)定顯示了圖片之后的評論，用于制造該模型的殼在FDM快速成型機里融化的塑料材料（澳大利亞統(tǒng)計局）鞏固和解決了該階層。后來在每一個層，擠出的模具都留下一個大約0.15毫米直徑橫向和縱向的線程。因此，在表面可以看到細(xì)線表面頭部的機器。這些西路將作為參考信息解決鎳的重復(fù)性問題。重復(fù)性的模型將作為一個基本要素來評估注塑模具的表面紋理。
表1測試系列：
表1. 檢驗系列
系列
pH
溫度(℃)
電流密度A/mm2
1
4.2?±?0.2
55
2.22
2
3.9?±?0.2
45
5.56
3
4.0?±?0.2
45
10.00
4
4.0?±?0.2
45
22.22
圖3說明該系列第一時刻表面的樣本
它顯示了流道起點的頻率復(fù)用機，這就是說，又一個很好的重復(fù)性。它不能仍然要注意四舍五入結(jié)構(gòu)。在圖4 系列2，經(jīng)過第二次，可以看到一條線的流道的方式與以前的相比不太清楚。在圖5系列3雖然第二次時刻開始出現(xiàn)圓形晶結(jié)果是非常困難的。此外，最黑暗的部分表明時刻不足的進(jìn)程和組成。
這種現(xiàn)象表明，在低電流密度和高溫條件下工作，得到更小的晶粒尺寸和殼重現(xiàn)性好，就是所需要的足夠的應(yīng)用程序。
如果分析橫向平面進(jìn)行的沉積，可以在所有測試樣品和條件增長的結(jié)構(gòu)層（圖6），犧牲一個低延展性取得令人滿意的高機械阻力，最重要的是添加劑的使用情況，氨基磺酸鎳液的添加劑通常創(chuàng)建一個纖維和非層狀結(jié)果[9].這個問題表明在任何情況下改變潤濕劑，由于該層結(jié)構(gòu)的決定因素是這種結(jié)構(gòu)的應(yīng)力減速器（ALLbriteSLA)。另一方面，她也是測試的層狀結(jié)構(gòu)不同厚度中的電流密度.
6 內(nèi)部壓力
殼的一個主要特點是應(yīng)該有其應(yīng)用，如插入時要有一個低水平的內(nèi)部壓力。測試不同的溫度很電流密度，所采取的措施取決于陰極彎曲張力計法。A鋼測試控制使用側(cè)固定和其他自由度固定（160毫米長，12.7毫米寬，0.3毫米厚）。金屬沉積只有在控制了機械拉伸力（拉深或壓應(yīng)力），才能計算內(nèi)部壓力。彈性的角度來看，斯托尼模型應(yīng)用，假定鎳基質(zhì)厚度，對部分鋼材產(chǎn)生足夠小（3微米）的影響。在所有測試情況下，一個能夠接受的應(yīng)用程序在內(nèi)部壓力在50兆帕的極端條件下和2兆帕的最佳條件下產(chǎn)生。得出的結(jié)論是，內(nèi)部壓力在不同的工作條件和參數(shù)沒有明顯的變化條件下。
7 校驗注塑模具
試驗已進(jìn)行了各種代表性熱塑性材料如聚丙烯、高密度聚乙烯和PC、 并進(jìn)行了注射部件性能的分析，如尺寸，重量，阻力，剛度和柔性。對殼的力學(xué)性能進(jìn)行了拉伸破壞性測試和分析。大約500個注射液在其余的條件下，進(jìn)行了更多的檢驗
總體而言, 為分析一種材料，重要的是注意到行為標(biāo)本中的核心和那些加工腔之間的差異。然而在分析光彈注入標(biāo)本（圖7）有人注意到不同的國家之間張力存在兩種不同的類型的標(biāo)本，是由于不同的模腔熱傳遞和剛度。這種差異解釋了柔性的變化更加突出的部分晶體材料，如聚乙烯和聚酰胺6.
有人注意到一個較低的柔性標(biāo)本在的高密度聚乙烯分析測試管在鎳核心的情況下，量化30%左右。如尼龍6這個值也接近50%。
8 結(jié)論
經(jīng)過連續(xù)的測試，注塑模具在不同條件下檢查的氨基磺酸鎳液使用添加劑。這就是說塑性好，硬度好和摩擦力好的層狀結(jié)構(gòu)，已取得的力學(xué)性能是可以接受的。借鞋缺陷的鎳殼將部分取代環(huán)氧樹脂為核心的注塑模具，使注入的一系列中型塑料零部件達(dá)到可接受的質(zhì)量的水平。