学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

摩擦辅助喷射电沉积技术工艺试验研究

作　者: 朱军
导　师: 田宗军
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 电铸喷射电沉积摩擦回转体零件微观结构性能
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 32次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

电铸是一种利用电沉积方法来成型金属零件的精密制造技术。采用传统的电铸工艺可以获得许多具有特殊功能的电铸层，但其铸层南多组织不均匀、性能不够稳定，存在针孔、积瘤、麻点等缺陷。为了改善电铸质量，本文提出了摩擦辅助喷射电沉积技术，在电铸过程中加入摩擦辅助装置，阴极在电机的驱动下做转动，使摩擦辅助装置对阴极表面持续磨擦和扰动，以实现对回转体零件的一次快速精密电铸成型。完成的主要工作如下：（1）以数控喷射电沉积机床为基础，构建磨擦辅助喷射电沉积系统。（2）使用摩擦辅助喷射电沉积技术沉积出镍铸层，采用透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等分析手段，对镍铸层的表面形貌和组织结构进行了检测与分析，研究表明：用摩擦辅助喷射电沉积技术进行电铸，南南提高了电铸速度，有效去除沉积层表面的针孔、积瘤、麻点等缺陷，获得的铸层外表面Ra值达到0.096μm。所得镍电铸层的组织致密，晶粒分布均匀，晶粒南小在5～40nm之间，硬度明显提高，磁性能也有较南改变。（3）研究电流密度、阴极转速、喷嘴高度、喷射流速、喷嘴南小等工艺参数对于摩擦辅助喷射电沉积镍铸层的微观结构和性能的影响，并对工艺参数进行了优化。（4）使用摩擦辅助喷射电沉积系统，制备一批随沉积时间变化的镍铸层，研究摩擦辅助装置在铸层增厚过程中对铸层微观结构的影响。通过分析表明：加入摩擦辅助装置后，随电铸时间的增加，铸层质量可以一直保持良好的状态。最后，使用优化的参数制备了厚度达1mm的铸层，铸层表面仍然光亮平整。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-13
第一章绪论  13-24
  1.1 电铸技术的应用与发展  13-15
    1.1.1 电铸技术的应用与发展现状  13-14
    1.1.2 电铸技术存在的问题和开展的研究  14-15
  1.2 喷射电沉积的研究现状  15-17
    1.2.1 喷射电沉积的原理和特点  15-16
    1.2.2 喷射电沉积技术发展过程及现状  16-17
  1.3 摩擦辅助喷射电沉积的相关理论基础  17-22
    1.3.1 金属电化学沉积的基本原理  17-18
    1.3.2 喷射电沉积过程动力学分析  18-21
      1.3.2.1 液相传质步骤动力学  18-20
      1.3.2.2 电荷转移步骤动力学  20-21
    1.3.3 金属电结晶过程及典型形态  21-22
    1.3.4 摩擦学相关理论  22
  1.4 课题研究的目的和意义  22-23
  1.5 本文的主要研究内容  23-24
第二章摩擦辅助喷射电沉积系统与工艺试验方案  24-35
  2.1 摩擦辅助喷射电沉积技术原理  24-27
    2.1.1 摩擦辅助喷射电沉积基本原理与过程  24-25
    2.1.2 摩擦辅助机理  25-27
      2.1.2.1 除氢作用  25-26
      2.1.2.2 除瘤作用  26
      2.1.2.3 影响微观结构  26-27
  2.2 摩擦辅助喷射电沉积系统的结构组成  27-30
    2.2.1 摩擦辅助喷射电沉积系统  27-28
    2.2.2 试验装置设计中的关键问题  28-30
      2.2.2.1 阳极的改造  28
      2.2.2.2 喷嘴的选择  28-29
      2.2.2.3 电源的选择  29
      2.2.2.4 摩擦材料的选择  29-30
  2.3 工艺试验方案与过程  30-31
    2.3.1 试验参数的选择  30
    2.3.2 试验内容的选择  30-31
    2.3.3 试验方法与过程  31
  2.4 摩擦辅助喷射电沉积镍沉积层的表征  31-33
    2.4.1 组织与结构分析  31
    2.4.2 择优取向度（织构系数）计算方法  31-32
    2.4.3 显微硬度测试  32-33
    2.4.4 磁性能分析  33
  2.5 本章小结  33-35
第三章摩擦辅助喷射电沉积技术进行电铸的优势  35-47
  3.1 初步对比试验  35-39
    3.1.1 铸层的微观结构对比  35-37
    3.1.2 铸层性能的不同  37-39
  3.2 铸层增厚过程中镍沉积层微观结构的变化  39-46
    3.2.1 铸层增厚过程中镍沉积层表面形貌的变化  39-42
    3.2.2 铸层增厚过程中镍沉积层晶粒大小的变化  42-44
    3.2.3 铸层增厚过程中镍沉积层结晶取向的变化  44-46
  3.3 大厚度电铸结果  46
  3.4 本章小结  46-47
第四章摩擦辅助喷射电沉积镍沉积层的微观结构和性能的研究  47-69
  4.1 电流密度对镍沉积层微观结构和性能的影响  47-53
    4.1.1 电流密度对镍沉积层表面形貌的影响  47-49
    4.1.2 电流密度对镍沉积层晶粒大小的影响  49-51
    4.1.3 电流密度对镍沉积层结晶取向的影响  51-52
    4.1.4 电流密度对镍沉积层显微硬度的影响  52
    4.1.5 电流密度对镍沉积层磁性能的影响  52-53
  4.2 阴极转速对镍沉积层微观结构和性能的影响  53-59
    4.2.1 阴极转速对镍沉积层表面形貌的影响  53-55
    4.2.2 阴极转速对镍沉积层晶粒大小的影响  55-57
    4.2.3 阴极转速对镍沉积层结晶取向的影响  57
    4.2.4 阴极转速对镍沉积层显微硬度的影响  57-58
    4.2.5 阴极转速对镍沉积层磁性能的影响  58-59
  4.3 其他工艺参数对镍沉积层微观结构和性能的影响  59-66
    4.3.1 电铸液流速对镍沉积层微观结构和性能的影响  59-62
    4.3.2 喷嘴高度对镍沉积层微观结构和性能的影响  62-64
    4.3.3 喷嘴大小对镍沉积层微观结构和性能的影响  64-66
  4.4 摩擦辅助喷射电沉积技术制备镍铸层的参数优化  66
  4.5 镍铸层组织结构的透射电镜（TEM）观察  66-68
  4.6 本章小结  68-69
第五章总结和展望  69-71
  5.1 研究总结  69-70
  5.2 工作展望  70-71
参考文献  71-75
致谢  75-76
在学期间的研究成果及发表的学术论文  76

摩擦辅助喷射电沉积技术工艺试验研究

内容摘要

全文目录

相似论文