爱华网什么是电铸工艺?它有什么特点?
电铸是在芯模表面电沉积金属，然后使两者分离来制取零件的工艺。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(芯模)分离；电镀层的厚度一般只有几微米到几十微米，而电铸层有零点几毫米到几毫米。
作为一种金属成型加工的工艺，电铸具有下述优点：
1)能准确的复制出芯模的表面形貌。如用电铸镍制造压制唱片或光盘的压膜。
2)可将难以甚至不能进行的内型面加工转变为容易进行的外型面加工，从而可大大提高加工零件的精度。如电铸生产特殊型面的波导管、气切割嘴、塑料注射成型模具型腔。
3)容易得到由不同金属或金属与非金属组合的多层结构件。如在芯模上电沉积薄的金、银、铜层后再缠绕碳纤维．环氧复合材料来制作轻型波导。
4)可电铸连接某些不能或不便于焊接的材料。这是电铸加工的一种延伸。如可电铸连接不锈钢一铝(或钛、铍)接头。
5)对电铸零件的尺寸原则上没有限制。如可电铸长达5m、电铸层约lOmm的风洞喷管内壁，在不锈钢芯模上电铸出连续的、厚度约10μm的镍箔。
电铸的主要缺点是：
1)在复杂型面的芯模表面难以得到厚度均匀的电铸层。但可用对其表面进行机加工的方式予以补偿。
2)由于电铸层对芯模表面的复制性好，使其表面上的划伤等缺陷也会复制到电铸产品上。
3)生产周期长(薄壁件除外)。一般沉积速度为：铜0．04～0．2mm／h、镍0．02～0．1mm／h、铁0．02～0．15mm／h。
原则上，凡能电沉积的金属或合金均可用于电铸，但从其性能、成本和工艺上考虑，尚有铜、镍、铁、镍钴合金等少数几种有实用价值。目前在工业中广泛应用的只有铜和镍。
电铸的流程可以分为四大部分，即原型的选定或制作、电铸前处理、电铸和电铸后处理。每一个部分又都包括完成这个部分的多个子流程或工序。
(1)电铸原型的选定或制作
对于电铸过程来说，首先要确定的是原型。因为电铸是在原型上进行的。因此，如何选定原型和如何根据设计要求制作原型是电铸的关键。
原型根据其所用材料的不同而分为金属原型和非金属原型两大类。根据功能的不同又分为一次性原型和反复使用性原型两大类。采用什么样的原型要根据所加工产品的结构、造型、产品材料和适合的加工工艺来确定。当然，在需方有明确要求的情况下，完全可以按照需要来进行原型的设计和制作。对于选定了的原型形式，要采用相应的方法按设计意图加工成原型，以便用于电铸。
原型的制作有很多方法，包括手工制作原型、机械加工制作原型、利用快速成型技术制作原型和从成品上翻制原型等。
(2)电铸前处理
电铸的前处理也被称为电铸原型的表面改性处理。我们知道，电铸的原型分为金属原型和非金属原型两大类。无论是金属原型还是非金属原型，在电铸前都要进行适当的前处理加工，使电铸层能可靠地在原型表面生长出来。
对于金属原型，其前处理包括表面整理和除油、除锈等类似于电镀前处理的流程，但是这种前处理不是为了获得良好的结合力，而是要获得均匀平整的表面镀层，以利在其上生长电铸层，还要方便以后的脱模处理。因此电铸的前处理中有时还要加入一个最重的工序，那就是脱模剂或隔离层的设置。
对于非金属原型，则是要首先使其表面金属化，以便使后续的电铸加工可以顺利进行。而表面金属化则要经过表面整理、敏化、活化、化学镀等一系列流程。有关非金属表面金属化的原理和工艺，可以参见本书第8章塑料电镀中的相关内容。
(3)电铸
电铸过程是金属的电沉积过程，在电铸工作液中，以经过前处理的原型作为阴极，以所电铸的金属为阳极，在直流电的作用下，控制一定的电流密度，经过一定时间的电沉积，就可以在原型上获得金属电铸的制品。
根据所设计的电铸制品的要求，电铸所用的金属可以是铜、镍、铁、合金、稀贵金属等。电铸制品的厚度也可以从几十微米到十几毫米。
由于电铸过程所经历的时间比较长，对电铸过程中的工艺参数可以采用自动控制的方法加以监控。如工作液的温度、电流密度、pH值、浓度等，可以采用不同的控制系统加以控制。
电铸过程中所用的阳极通常都要求采用可溶性阳极。这是因为电铸过程中金属离子的消耗比电镀要大得多，并且电铸过程所采用的阴极电流密度也比较高，如果金属离子得不到比较及时的补充，电铸的效率和质量都会受到影响。
(4)电铸后处理
电铸加工完成后，还要经过一些技术处理，才能得到合格的电铸制品。这些对电铸出来的制品进行的技术处理可以称为后处理。电铸的后处理与电镀的后处理有很大的不同。电镀的后处理是对表面质量的进一步保护，包括清洗、脱水、钝化、涂防护膜等。而电铸的后处理第一是脱模，就是将电铸完成的电铸制品从原型或芯模上取下来，然后是对电铸制品的清理。这种清理包括去除一次性原型特别是破坏性原型的残留物，尤其是内表面(如果是腔体类模具)的清理。
①脱模。由于电铸所用的原型有金属材料和非金属材料两大类，同时又分为反复使用性原型和一次性原型，因此，从原型上脱除的工艺是不同的。如果对电铸的外表面还有结构等方面的加工，最好在脱模前进行，这样可以防止电铸模的变形或损坏。对于不同的电铸原型，可以选择以下不同的脱模方法。
a．机械外力脱模法。对于反复使用性原型，多半要采用机械外力脱模法。简单的电铸模可以用锤子敲击脱模。如果是有较大接触面的电铸模，则需要采用水压机或千斤顶对原型施加静压力脱模。
b．热胀冷缩脱模法。当原型与电铸金属的热胀系数相差较大时，可以采用加热或冷却的方法进行脱模。通常可以采用烘箱、喷灯、热油等加热的方法，在铸型和原型因热胀程度不同的情况下松动后，可以比较方便地进行脱模。如果电铸原型是不适合加温的材料，则可以采用冷却法进行冷缩处理，这时可以采用干冰或酒精溶液进行冷却，同样可以利用冷缩率的差别而使铸模与原型脱离。
c．熔化脱模法。对于一次性原型，无论是低熔点合金还是蜡制品，都可以采用加热使其熔化的方法进行脱模。对于涂有低熔点材料做隔离层或脱模剂的原型，也是采用加热的方法脱模。对于热塑性原型的脱模，在加热后可以将大部分软化后的原型材料从模腔内脱出，剩余的部分可以再用溶剂加以清洗，直至模腔内没有残留物。
d·溶解脱模法。对于适合采用溶解法脱模的原型，也要根据不同的材料选用不同的溶解液。比如对于铝制原型，可以采用加温到80℃的氢氧化钠溶液溶解。这时氢氧化钠的含量为200～250g／L。如果所用的是含铜的铝合金，则可以在以下的溶解液里进行溶解：
氢氧化钠
50g／L
EDTA
0．4g／m
酒石酸钾钠
lg／L
葡萄糖
l．5g／L
②脱模剂。电铸完成后，要使原型与铸模容易分离，必须借助原型与电铸层之间存在的脱模剂的作用。当然，对于一般非金属原型来说；脱模并不困难。尤其是一次性原型，可以用破坏原型的方法将原型与电铸模分离，但是对于反复使用的原型，既要保证电铸模的完好，又要保证原型可以再次使用，脱模剂就十分重要了。以下介绍几种常用的脱模剂。
a．有机物脱模剂。有机物脱模剂是用得最多的一种脱模剂，例如涂料、橡胶、石墨粉等。可以用于各种金属原型。这类脱模剂成本低、操作方便，但是对于不导电的有机质，要进行导电性处理，因此最常用的还是石墨粉。
b.无机物脱模剂。这主要是指在金属原型表面生成氧化物薄膜的方法，比如生成铬酸盐、硫化物等，因此，也可以叫做化学转化膜型脱模剂。其是金属原型用得比较多的方法。
由于不同金属的氧化或钝化性能不同，需要根据不同的金属选用不同的氧化方法或钝化方法。像铜、镍、铬等表面可以用电解法氧化，也可以用化学法氧化。有些金属有自钝化性能，比如铝，会生成天然氧化膜，在其上电铸，容易脱模，但是天然氧化膜往往是不致密或不完全的，这对于反复使用性原型存在脱模失败的风险。因此，正确的做法仍然是要进行人工生成隔离层。对于金属铝及其合金，要采用电化学氧化生成的脱模层。
c．低熔点合金脱模剂。在金属原型表面镀覆一层铅锡合金，即低熔点合金，然后再在其上电铸，电铸完成后，再高温熔掉隔离层而便于电铸模腔脱出。这种方法的缺点是脱模层比较厚，对尺寸要求较严的制品不宜采用。
③加固与最后修饰。对于有些电铸制件，特别是用来做模具用的制件为了能适用于各种使用模具的机械，需要配制模架等配制加工和加固加工。对于有些电铸制品，还存在装饰、抛光、喷油漆等后处理。
