納米復合電鑄制造技術(shù)研究.pdf

1、電鑄制造技術(shù)是利用電沉積原理制造零件的一種精密加工方法，由于具有加工時不受機械力、無工具損耗、成形精度高等特點，因而受到了越來越多的關(guān)注。采用電鑄制造技術(shù)已經(jīng)加工出航空、航天、微機電系統(tǒng)、兵器等領(lǐng)域許多關(guān)鍵零部件。
　　 納米復合電鑄是將納米粒子放入電鑄液中，使納米粒子與金屬共沉積獲得納米復合沉積層的一種制造方法。由于納米粒子-金屬復合電鑄層具有許多優(yōu)點，因而成為近年來電鑄制造技術(shù)的研究熱點，納米復合電鑄技術(shù)已在微機電系統(tǒng)、放電

2、加工用工具電極及高性能模具等方面獲得成功應用。
　　 本文在分析和總結(jié)電結(jié)晶理論和復合電沉積機理的基礎(chǔ)上，探討了電鑄工藝參數(shù)對納米顆粒復合量的影響，并獲得了納米顆粒復合量高，且分布較為均勻的納米復合電鑄層，研究了電鑄工藝參數(shù)對納米復合電鑄層的顯微硬度和耐磨性等性能的影響規(guī)律。
　　 本文具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　 1.提出了在納米復合電鑄過程中施加超聲振動輔助納米復合電鑄制造技術(shù)，抑制了納米復合電鑄沉積

3、層中出現(xiàn)大的納米粒子團聚體問題，進行了相關(guān)的試驗研究。試驗結(jié)果表明，電鑄過程中施加超聲振動可以有效抑制沉積層中出現(xiàn)納米粒子大團聚體問題。
　　 2.系統(tǒng)研究了復合電鑄工藝參數(shù)對Ni-CeO2納米復合沉積層中嵌入的CeO2納米粒子質(zhì)量百分比、表面形貌、擇優(yōu)取向的影響。通過大量工藝試驗，發(fā)現(xiàn)電流密度和溶液中納米粒子加入量對復合沉積層的影響最大。選擇合適的電流密度和溶液中納米粒子添加量，可以獲得納米粒子高嵌入量的Ni-CeO2復合沉積

4、層。
　　 3.研究了復合電鑄工藝參數(shù)對Ni-CeO2納米復合沉積層顯微硬度、耐磨損性能、耐腐蝕性能及高溫氧化性能的影響，發(fā)現(xiàn)沉積層中嵌入的納米粒子越多，其顯微硬度越高。同時發(fā)現(xiàn)如果納米粒子在沉積層中的嵌入量太多，會導致復合沉積層內(nèi)應力過大，沉積層表面出現(xiàn)裂紋，這會導致其耐磨損性能、耐腐蝕性能及高溫氧化性能的急劇下降。
　　 4.研究了電流密度和溶液中納米粒子加入量對CoNi-BaFe12O19復合沉積層納米粒子嵌入量、

5、Co及Ni含量的影響，發(fā)現(xiàn)BaFe12O19納米粒子的嵌入可以抑制Co、Ni的異常共沉積現(xiàn)象。
　　 5.提出了施加外部磁場輔助CoNi-BaFe12O19復合電鑄制造技術(shù)，建立了此過程的動力學模型，理論上證明了施加外部磁場對提高強磁性納米粒子-金屬復合沉積層強磁性納米粒子嵌入量的可行性。研究了該條件下電流密度和溶液中納米粒子加入量對復合電沉積的影響，試驗驗證了此技術(shù)方案的有效性。
　　 6.研究有無輔助外加磁場條件下C