[发明专利]一种利用离散晶核提高脱模剂涂覆均匀性的方法

说明书

一种利用离散晶核提高脱模剂涂覆均匀性的方法，涉及离散晶核和工业涂覆技术领域。包括以下步骤：1)配制脱模剂溶液：在烧杯中加入去离子水，将重铬酸钾粉末加入烧杯中，搅拌；2)配置电镀液：将硫酸铬、氯化铵、硼酸、甘氨酸药品加入电沉积槽中，然后向槽中加入去离子水，搅拌。3)电沉积Cr离散晶核：将铜片固定在阴极板上接入电源负极，以钛篮为阳极接入电源正极，调节电流大小，调节加热温度，进行电沉积得Cr金属的离散晶核，根据极化曲线计算芯模表面的晶核密度。有利于重铬酸钾溶液在铜表面附着，增加涂覆均匀性，为铜模电铸脱模提供更有利的条件。离散晶核可以使用多次。对于精密电铸模具，实施简单，脱模后可获得镜面级表面质量。

技术领域

本发明涉及离散晶核和工业涂覆技术领域，具体是涉及一种利用离散晶核提高脱模剂涂覆均匀性的方法。

背景技术

电铸模具表面精度依赖于脱模质量。脱模过程中，芯模与复制件间结合力过大会引起模具表面的损坏。因此，在电铸前需要在芯模表面涂覆一层脱模剂。重铬酸钾溶液是一种工业中常见的辅助电铸脱模的脱模剂，涂覆过程中溶液分布不均匀会引起脱模困难和模具表面的局部损坏，同时损毁芯模。其主要原因是高精度金属芯模表面的亲水性差，导致重铬酸钾溶液以液滴的形式分布在芯模表面，仅仅形成局部防粘附效果。针对在水溶液中难以分散的脱模剂，为增加脱模剂涂覆均匀性，昆明理工精诚科技有限责任公司和昆明理工大学利用改进的涂覆装置来增加脱模剂与水溶液的混合均匀性(一种均匀涂覆脱模剂的装置,201921244397.3)。电化学表面改性法是一种通过改变固体表面含氧基团来增加水溶液在固体表面浸润性的常用方法(吴波.有机电解液电化学改性PAN基碳纤维的表面性能，2016)。资料表明，Cr的氧化物具有较高的表面能(李楠楠.等离子喷涂Cr₂O₃基涂层表面自由能与摩擦学性能研究，2016)，能够增加液滴在固体表面附着力(Vechietti.Influence ofcobalt chromium alloy surface modification on the roughness and wettabilitybehavior of pine oil/hydroxyapatite as coating，2018)，有利于液滴浸润固体表面。重铬酸钾易溶于水，为实现重铬酸钾溶液在模具表面的涂覆均匀性，本发明利用电化学方法，在芯模表面沉积一层细密的离散异质晶核，所形成的Cr₂O₃可以增加芯模的表面能，即增加表面的亲水性，在此基础上，实现重铬酸钾溶液的涂覆均匀，此方法不仅可以延长芯模的使用寿命，同时极大提高铸件表面质量。

发明内容

本发明的目的在于提供通过在芯模表面电沉积一层Cr金属离散晶核的方式对芯模表面进行改性，增加芯模表面附着力，进而提高重铬酸钾涂覆均匀性的一种利用离散晶核提高脱模剂涂覆均匀性的方法。

本发明包括以下步骤：

1)配制脱模剂溶液：在烧杯中加入去离子水，将重铬酸钾粉末加入烧杯中，搅拌；

2)配置电镀液：将硫酸铬、氯化铵、硼酸、甘氨酸药品加入电沉积槽中，然后向槽中加入去离子水，搅拌。

3)电沉积Cr离散晶核：将铜片固定在阴极板上接入电源负极，以钛篮为阳极接入电源正极，调节电流大小，调节加热温度，进行电沉积得Cr金属的离散晶核，根据极化曲线计算芯模表面的晶核密度。

在步骤1)中，所述去离子水的温度可为20～25℃；所述重铬酸钾的加入量按质量百分比可为水的为5％～10％；所述重铬酸钾的质量-体积浓度可为50g/L～100g/L；所得溶液可在20～25℃条件下静置1h。

在步骤2)中，所述硫酸铬的质量-体积浓度可为20g/L～40g/L，氯化铵的质量-体积浓度可为200g/L～400g/L，硼酸的质量-体积浓度可为60g/L～100g/L，甘氨酸的质量-体积浓度可为20g/L～50g/L；所述去离子水的温度可为20～25℃；所得电镀液pH为3.0～3.5；所得电镀液可在20～25℃条件下静置8～15h。