Постоянные формы

Для изготовления постоянных форм применяют различные материалы: коррозионно-стойкие стали, медные, никелевые, титановые сплавы, стекло, пластмассы. Эти материалы обладают достаточно высокими механической прочностью и коррозионной стойкостью, а также устойчивы к износу при многократных съёмах наращенных копий. Формы из этих материалов изготавливают обычно механической обработкой, что значительно увеличивает их стоимость. Поэтому использование их наиболее эффективно при массовом выпуске изделий

Наиболее широко для изготовления постоянных форм применяют коррозионно-стойкие стали типа Х18Н9Т. Такие формы обладают высокой коррозионной стойкостью при соприкосновении с электролитами, не требуют разделительного слоя, так как поверхность их имеет естественную оксидную пленку.

Вязкость и сравнительно небольшая твердость стали Х18Н9Т затрудняют ее механическую обработку. При изготовлении форм из этой стали обычно трудно достичь малой степени шероховатости поверхности и точности размеров. Недостатком форм из коррозионно-стойкой стали является также высокая стоимость материала.

В тех случаях, когда можно наращивать металлы из щелочных электролитов, целесообразно использовать хромистые инструментальные и конструкционные стали 40X13, 30X13, 20X13, 98 и стали 10, 20 и 45. Благодаря высокой твердости хромистых и инструментальных сталей изготовление форм из них упрощается.

Недостатком инструментальных сталей является их низкая коррозионная стойкость, вследствие чего в различных электролитах требуется создание на поверхности форм защитных слоен, предохраняющих металл от коррозии.

Стали обычных марок требуют нанесения на их поверхность разделительных слоев, чтобы обеспечить легкое отделение осадка от формы. Наиболее часто в качестве разделительного слоя иен пользуют хромовое покрытие толщиной 2—3 мкм.

В некоторых случаях формы из обычных и хромистых сталей покрывают тонким слоем меди в щелочных электролитах, которые не оказывают вредного влияния на их поверхность. Такой слой меди является своеобразной защитной рубашкой, предохраняющей форму от воздействия кислых электролитов. Толщина защитного слоя в зависимости от процесса составляет 30—50 мкм.

Титановые сплавы так же, как и коррозионно-стойкие стали имеют на поверхности пассивную пленку, являющуюся естественным разделительным слоем и препятствующую сцеплению осадка с основой.

Главное преимущество титановых сплавов — их высокая прочность, что позволяет изготавливать из них формы большой длины с малым поперечным сечением. Титановые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью в ряде электролитов. Другое преимущество форм из титана — их мягкость, что особенно важно при изготовлении деталей больших габаритов. Недостатками являются высокая стоимость и трудоемкость обработки титановых сплавов.

В тех случаях, когда требуется изготовить формы из материала с низким коэффициентом теплового расширения, используются никелевые сплавы (инвар и ковар).

Для изготовления форм с высокой точностью обработки поверхности применяют медь и медные сплавы (латунь и бронза). Наиболее часто эти материалы используют для изготовления форм, предназначенных для прецизионного электролитического формирования. Поскольку медь и медные сплавы подвержены коррозии в процессе электролиза, формы из этих материалов покрывают хромом с целью защиты от коррозии, повышения твердости, получения разделительного слоя. Толщина слоя хрома составляет не менее 10 мкм. Недостатками форм из меди и ее сплавов являются невысокие механические характеристики и значительная стоимость.

Основное преимущество алюминиевых форм — то, что они легко подвергаются различным видам механической обработки и могут быть изготовлены литьем. Алюминиевые формы легки, что особенно ценно при изготовлении крупногабаритных изделий.

Недостатком формы из алюминия является их малая твердость. Поэтому постоянные формы из алюминия используются только в тех случаях, когда допустимо отклонение от размера детали в пределах нескольких микрон.

Для изготовления постоянных форм применяют также стекло и различные полимерные материалы. Стеклянные формы позволяют получать детали с минимальной степенью шероховатости. Основные недостатки стеклянных форм — высокая стоимость и хрупкость.

К преимуществам форм из пластмасс следует отнести их химическую стойкость в различных растворах и возможность изготовления их литьем или прессованием. Недостатком форм из пластмасс является их низкая механическая прочность.

Значительный интерес представляют формы, полученные из токопроводящих пластмасс, так как в этом случае не требуется нанесения специальных электропроводящих слоев.

Применяемые для изготовления форм силиконовые каучуки обладают, ценным комплексом свойств: они отверждаются при комнатной температуре, имеют очень малые усадку и пористость, устойчивы в электролитах, легко металлизируются, не имеют адгезии к электроосажденным металлам, а также прочны и эластичны.