电铸工艺

Henter0086 · 发表于 2015-1-20 13:34

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   曾经一次和朋友聊天说到目前苹果手机背面的LOGO为什么这么亮，到底是用什么工艺制作的。通过了解，上网查找资料，发现原来是经过精密的铝合金抛光而成。这是苹果高大上的追求路线，很多公司希望能够达到苹果那种精美的加工效果，但说到成本后都望而却步，那么是否利用其它的工艺达到这样的效果同时减少成本？我的答案是肯定的，使用电铸工艺完全可以达到这样的效果。下面我想分享一下我所了解的电铸工艺。
电铸大致可分为三类，即装饰性电镀（以镀镍-铬、金、银为代表）、防护性电铸（以镀锌为代表）和功能电镀(以镀硬铬为代表). 电铸是利用电镀法来制造产品的功能电镀之一。
电铸是在模芯表面电沉积金属，然后使两者分离来制取零件的过程。其基本原理与电镀相同，其区别在于电镀层要与基材牢固结合，而电铸层要与基材（模芯）分离，电镀层的厚度一般只有几微米到几十微米，而电铸层的厚度则可以达到几毫米之多。
电铸法的优点：
1、  能进行超精密加工（复制精度好）。电铸最重要的特征是它具有高度“逼真性”。电铸甚至可复制0.5微米以下的金属线。例如：1英寸的宽度内，有2500根3.5微米的超细线的电视摄像机用的高精度金属网(超细金属网)，就使用了电铸法进行生产的。而香烟过滤嘴的纤维，也是使用纤维素通过超细金属网制成的，这是用其他金属加工法所不能达到的。电铸复制的精度是非常高的。高精度金属网的制造法，是在底板上用照相制板技术按需要涂上绝缘层（保护层），然后以此作为模板进行电铸。
2、  能调节沉积金属的物理性质。可以通过改变电镀条件，镀液的组分的方法来调节沉积金属的硬度、韧性和拉伸强度等。还可以采用多层电镀、合金电镀、复合电度镀方法得到其他加工方法不能得到的物理性质。
3、  不受制品大小的限制。只要能够放入电镀槽就行。
4、  容易制出复杂形状的零件。
电铸法的缺点：
1、  操作时间长。例如：用3A/dmm的阴极电流密度沉积3mm厚的镍层，需要25h20min。即使用是小薄零件要镀厚层时，成本很高，但是电镀过程中可以无人管理。
2、  要有经验和熟练技能的人员操作。电铸装置是简单的，但在复制复杂形状的模型中要制造母模、导电层处理、剥离处理等，这些工序都要求有经验和熟练技能的人员才能操作。
3、  必须有很大的作业面积。即使是小制品，也需要有镀槽、水洗槽等平面布置，废水处理装置必须有相当大的作业面积。
4、  除了要有电镀操作技术外，还必须有机械加工和金属加工知识。电铸法并不是单用电镀操作而制出制品，还要进行衬底加工、研磨等机械操作，所以必须具备这些方面的知识和技巧。
电铸制品
1、  制造复制品。包括原版录音片及其压模、印模、粗糙度标准片、美术工艺品、建筑五金、佛具等金属五金类。
2、  制造模具。包括塑料成形模具、冲压模具、镍-钴-钨硬质合金电铸模具、印刷用字母等。
3、  金属箔与金属网的制造。印刷线路板用铜箔，各种金属网、平板或旋转过滤网（印染、电器及电子零件用）、特殊刀片等。
4、  其它。用于制造电火花加工电极、防涂装遮蔽板、金刚石锉刀、钻头、波导管，贮藏液态氢的球型真空容器，熔融盐电解制造钨等耐热金属的透平叶片，从非水溶液制造铝太阳能集热板等。
原型的制作
原型的制作有金属、石蜡、石膏、树脂原型法，蜡加工有机械加工法、手工法、模压、雕刻法等，金属、树脂、玻璃有化学加工法（、蚀刻法）等。
原型的材料，现在主要是采用金属、树脂、玻璃等，电铸制品的精度和细微化可以利用光学和化学的方法获得。这种方法多用于非导体原型。
经过研磨的玻璃板涂覆感光涂料、经感光后制作成树脂图形，可以经蚀刻而制成原型。另外，也有在金属或玻璃基材表面制作塑料图形后再进行化学蚀刻来制作原型。这种用光化学方法制作的原型用来时行光碟（CD、MD、DVD等）模的电铸。
还有用机械加工方法制作的原型，用来制作反射镜或、、的电铸。
非导体的电铸
原型是树脂或玻璃的场合，由于原型是非导体，在电铸前进行表面的导电化是必要的。这种导电化，有湿法的化学镀和干法的真空镀等，镀层有银、铜、镍等金属膜。化学镀方法有利用不同金属的电位差的置换法和利用还原剂的还原法，但多半是利用还原剂法。真空镀是在真空条件下使放电离子向阴极耙电极冲击而将金属溅射到被镀件上去的方法。
非导体表面导电化后，就可以根据工艺流程进行电铸。如果以这种所得到的电铸模做原型，可以再在上面电铸出相反形状的电铸模，即在阴模上电铸出阳模，在阳模上电铸出阴模。
以往在非导体上电铸要经历低温度、低浓度、低电流密度（2A/dm2）的第一层膜的电镀，现在随着电源和电铸槽的改良以及电铸流程的电子化、表面金属化的改良，现在已经不需要进行第一次电镀就时接进入电铸流程。
在诸多的电子产品中，我们使用到的装饰件，按键等的处理工艺通常都使用到电铸，这些就是所谓的非导体电铸。