电铸零件表面起皮原因分析

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1、制造技术研究航天制造技术电铸零件表面起皮原因分析王彦卿陈伟邹松华李吉丹范成荣（首都航天机械公司，北京100076）摘要：针对电铸成型的汽蚀管在液流试验的过程中出现的起皮现象，使用体视显微镜观察了剖切形貌，使用扫描电子显微镜和能谱分析仪分析了失效部位的成分。结果表明，起皮处的镍层存在分层现象，表面镍层结晶细致，但内层镍层疏松，疏松层中有铝的氧化物，所以芯模的腐蚀是造成电铸镍层起皮的主要原因，通过对芯模单独包装并增加一道除油工序可有效缓解电铸镍层起皮问题。关键词：电铸；起皮；镍AnalysisofPeelingonElectroformingPartsSurfac

2、eWangYanqingChenWeiZouSonghuaLiJidanFanChengrong(CapitalAerospaceMachineryCompany,Beijing100076)Abstract：Peelingswerefoundonthesurfaceofthepipewhichwasformedbynickel-electroforminginliquidflowingtest.Thestereomicroscope,scanningelectronmicroscope(SEM)andenergydispersiveX-rayspectros

3、copy(EDX)wereusedtostudythereason.Theresultshowedthat,sliceswerefoundinnickelcoatingonthepeelingpartwherethenickelcoatingwassmoothandcompactoutsidewhilelooseninside.Aluminaoxidwasalsofoundintheloosencoating.Themainreasonofthepeelingwasthecorrosionofthepattern.Advice,whichthepatterns

4、houldbepackedseparatelyandtheadditionalalkalinedegreasingwasalsoneeded,wasalsogiventoavoidsameprobleminproduction.Keywords：electroforming；peeling；nickel1引言粗糙度样块、表盘、电火花成型加工用电极等。电铸镍作为电铸工业中最常见的铸种之一，已应用于火箭电铸是利用电化学原理在芯模上进行金属电沉发动机推力室身部、管路汽蚀等航天飞行器零件以及[3]积，然后将金属沉积层与芯模分离，以获得通过机械精密模具的加工中。[1，2

5、]加工很难成形的金属复制件的工艺过程。电铸成形的零件能够非常精确地复制出阴极的形状和微细2问题的提出及分析结构，具有零件尺寸加工精度高、表面光洁度高、产品批次间质量一致性好等优点。同时成品零件材料纯汽蚀管由于内孔形状复杂、表面精密度要求高，度高，能够满足某些特殊性能要求。因此，电铸技术一直采用电铸镍方法制造。采用的工艺流程如下：芯作为一种特种精密加工方法，其主要用途是精确复制模加工（防锈铝合金LD12）→汽油清洗→无水乙醇清微细、复杂和某些难于用其他方法加工的特殊形状模洗→局部绝缘装挂→电铸镍→去离子水清洗→除绝具及工件等，例如制作纸币和邮票的印刷版、玩具滚缘

6、物、卸夹具→机械加工外表面→汽油清洗→去除芯塑模、模型模具、金属艺术品复制件、反射镜、表面模→去离子水清洗→吹干。前段时间生产的一批汽蚀作者简介：王彦卿（1982-），工程师，材料物理与化学专业；研究方向：表面处理及其质量管理。收稿日期：2014-08-0415制造技术研究2014年10月第5期管，铸后目视检查过程中未发现异常，在2MPa的液分层组织向基体过渡生长流试验后发现接近喉部液流压力大的部位发生了局分层向表面逐渐部起皮现象。减薄至消失2.1起皮形貌剖切后的故障件如图1所示，可见未起皮处表面光滑、色泽均一；起皮处粗糙、色泽暗淡，边界不规则，部分起皮已经脱

7、落，起皮边缘区域的局部可见表2层金属翻起形貌，起皮面积均在0.2～1cm之间。图3起皮部位剖切面的形貌在扫描电镜下观察起皮处和未起皮处的表面形貌，如图4、图5所示，正常未起皮部位的铸镍层结晶均匀、细致；起皮部位在分层翻起区域及周围，表面较为粗糙，可见漫流状金属分层，且由分层翻起处向四周漫流形貌逐渐减轻，最后过渡至正常表面。观察起皮部位未翻起处，可见未翻起部位铸镍层外侧结晶细致，但表层内部的镍层堆积疏松，这就导致在有压力的水流试验中，水流将表皮和内部疏松层冲击脱落，试验后内表面出现起皮。图1内表面的起皮宏观形貌（10×）将起皮部位和未起皮部位纵向剖切后用体视显微

8、镜观察，如图2、图3所示，可见起皮部位