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改进电铸技术的研究

来源:山东源达旺钢材有限公司 发布时间: 2015-8-18 8:47:41 【返回上一步】
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电铸技术还存在铸层性能不稳定、常温以及中温条件下强度不高等问题,限制了其进一步发展和应用。为了提高电铸制品的质量,正在进行各种改进电铸技术的研究,主要有:(1)采用脉冲电流。脉冲电铸是近几年的研究热点,因其能细化晶粒的效果,显著提高电铸层质量和强度,并且易与其他手段结合。据报道,使用脉冲电流获得的金属镍纳米晶粒尺寸在70 nm 左右,电铸层强度高达1160 MPa,为微米级晶粒电铸层强度的2 倍多。(2)嵌入强化粒子或纤维。例如Ni-WC、Ni-CB、Ni-CNT(碳纳米管) 和Ni-SiC 复合电沉积层,粒子的嵌入显著提高了电沉积层的拉伸性能,其中,Ni-CNT 复合电沉积层的强度达到918 MPa。另据报道,采用轻质高强度纤维与金属镍、铜和铝进行复合电铸,如Ni-B 沉积层,其抗拉强度达到1350 MPa。由于在纤维?金属电铸层中,起主要承载作用的纤维强度远高于电铸金属的强度,所以最终获得的纤维?金属复合电铸层的强度极高。

  为了满足某些特殊场合对更高强度的要求,南京航空航天大学将上述两类方法结合起来,在使用脉冲电流进行电沉积的同时,将具有更高强度的钨丝掺杂至电铸层,获取了具有极高强度的钨丝?镍复合电铸层。电铸实验阳极采用镍球,阴极为铝棒,通过导电环连接到电机旋转轴上。钨丝穿过导向器紧紧贴在芯模表面。电机旋转带动钨丝不断缠绕在阴极芯模上,同时控制器带动钨丝在水平方向上做微小移动,如此在圆周上缠丝的同时进行电铸,获得圆筒形复合电铸层。通过控制电机转速和水平轴的移动来控制纤维缠绕间隙,同时通过电量来控制镍的沉积速度以控制钨丝的体积分数,将钨丝均匀地掺杂至电铸层。选用的钨丝直径为20微米,电源采用微秒级的高频窄脉宽脉冲电源。

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