噴射電沉積-激光重熔復(fù)合技術(shù)制備納米晶鎳沉積層工藝試驗(yàn)研究.pdf

1、納米晶沉積層與納米材料一樣，具有與傳統(tǒng)材料不同的物理化學(xué)性能，而受到研究人員的關(guān)注。本文在探討了納米晶沉積層的制備技術(shù)，復(fù)合沉積層的應(yīng)用與發(fā)展，電沉積原理及其相關(guān)研究現(xiàn)狀后，提出了在噴射電沉積(簡稱噴鍍)的基礎(chǔ)上，結(jié)合脈沖電沉積的優(yōu)勢(shì)，制備納米晶鎳沉積層及其復(fù)合沉積層的方法，并引入激光重熔工藝，細(xì)化沉積層晶粒，提高沉積層的致密性，所完成的主要工作有： (1)自行設(shè)計(jì)、組裝一套噴鍍?cè)囼?yàn)系統(tǒng)，使用傳統(tǒng)瓦特鍍液在脈沖電源的作用下在不銹

2、鋼和45鋼基材表面上噴鍍納米晶鎳沉積層，再激光掃描噴沉積層以獲得激光重熔納米晶鎳沉積層。 (2)研究了脈沖參數(shù)(占空比、頻率、平均電流密度)對(duì)沉積層表面顯微硬度的影響，并通過正交試驗(yàn)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，最佳脈沖工藝參數(shù)為：脈沖頻率1000HZ、占空比20％、平均電流密度為39.8 A/dm2，此時(shí)沉積層表面顯微硬度最高(530.6HV)。 (3)采用現(xiàn)代分析手段(SEM、XRD)，對(duì)制備的噴鍍納米晶鎳沉積層表面

3、的外觀形貌特征和微觀組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。分析表明：在本試驗(yàn)條件下，電流密度為 39.8A/dm2時(shí)，電沉積速率較快，而且復(fù)合沉積層表面質(zhì)量較好。與直流相比，采用脈沖電流沉積能明顯細(xì)化沉積層晶粒，并能在較高的峰值電流密度下獲得納米晶沉積層。對(duì)納米晶鎳沉積層激光重熔后，發(fā)現(xiàn)沉積層熔融區(qū)內(nèi)的晶粒尺寸明顯減小。通過XRD觀察發(fā)現(xiàn)沉積層表現(xiàn)出明顯的沿晶面(111)擇優(yōu)取向。 (4)利用測試設(shè)備對(duì)沉積層的性能進(jìn)行測試分析，激光重熔后試件在顯微