喷射电沉积镍磷合金沉积速度试验研究.pdf

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1、《电加工与模具》2013年第1期设计·研究喷射电沉积镍磷合金沉积速度试验研究王颖，张金源，康敏(1．南京农业大学工学院，江苏南京210031；2．南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：为了在亚磷酸盐体系中得到工艺稳定、光亮且沉积速度快的镍磷合金镀层，采用自行研制的喷射电沉积装置在45钢基体上进行了四因素五水平正交试验，优选出沉积速度最佳的工艺条件：电流密度300A／dm，镀液温度60℃，初始间隙1mm，相对运动速度375mm／min。关键词：喷射电沉积；沉积速率；电流密度中图分类号

2、：TG174．442文献标识码：A文章编号：1009—279X(2013)01—0016—03ExperimentalStudyontheDepositingRateofJet—electr0depositi0nNi—PAlloyWangYing，ZhangJinyuan，KangMin(1．NanjingAgricuhuralUniversity，Nanjing210031，China；2．UniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，

3、China)Abstract：Ahighspeedjet—electrodepositingequipmentwasusedtoprepareNi—Palloy．Theinflu—encesoftechnologyparametersondepositingrateofNi—Palloywerestudied．Theresultsshowthatthebesttechnologyprocessiscurrentdensityof300A／dm，temperatureof60℃，initialgap

4、of1mm，speedofrelativemovementof375mm／min．Keywords：jet—electrodeposition；depositingrate；currentdensity镍磷合金镀层由于具有优异的耐磨、耐腐蚀性1．1喷射电沉积试验装置能及较高的硬度，常被用于提高零件的使用寿命、可试验装置主要由三部分组成，即恒温水浴槽、电靠性和改善机械设备的性能、质量。然而，传统的电镀液循环系统和直流稳压电源(图1)。沉积镍磷合金方法由于允许使用的极限电流密度低，导致沉积速度慢，生产

5、效率低，难以满足现代化生产的发展需要，这迫使人们探索提高沉积速率的新途径。近年发展起来的脉冲电沉积，可获得高质量的沉积层，但由于其平均电流密度与直流沉积相近，对沉积速率的提高作用不大。针对这一问题，从加速电沉积物质传输过程出发，采用电镀液喷射电沉积方法，在自行研制的喷射电沉积装置上制1．阴极2．直流电源3．阳极4．PVR管5．控制阀备了镍磷合金材料，研究工艺参数对Ni—P合金沉积6．流量计7．磁力驱动泵8．水9．镀液1O．恒温水浴槽图1喷射电沉积试验装备图速度的影响。电镀液在磁力驱动泵串联的作用下

6、，由阳极喷1试验装置及设计嘴喷向阴极表面，最后经电沉积室出口回流至电镀液槽中。在沉积室内，阳极喷嘴竖直对准水平放置收稿日期：2012—09—06的阴极基体，并采用单阳极方法。阳极喷嘴材料以第一作者简介：王颖，女，1985年生，博士研究生。钛为基体、钌钛合金为活性涂层，阴极以45钢作为一16—设计·研究《电加工与模具》2013年第1期基体材料，用宽7mm的标准键条切割而成，每个工响，阴阳极之间的相对运动速度对沉积速度的影响件长度为30mm。虽然不显著，但相对于镀液温度及初始间隙对沉积1．2试验设计速

7、度的影响还是比较大的。19号试验B2C2D5与采用正交试验设计，选用L，(5)正交表进行试最优方案C2D的区别是镀液温度相差10℃，验，以电流密度(A)、镀液温度(B)、阴阳极之间的初由于镀液温度对沉积速度的影响很小，所以用19号始间隙(c)及阴阳极的相对运动速度(D)作为影响试验B2C2D代替最优方案，此时沉积速度高达因素(表1)。镀液成分为NiSO·7HO(170g／L)，69．82btm／min。NiC12·6H20(40g／L)，H3PO3(15g／L)，H3BO3(30表2喷射电沉积正交

8、试验沉积速度结果分析g／L)，HPO4(50g／L)，乳酸(20g／L)，十二烷基硫酸试验因素指标沉积速度／试⋯验号——，⋯、■、ABCDL／zm‘miD‘，钠(0．08g／L)，硫脲(0．01g／L)。所用试剂均为分析1111143．75纯，去离子水配置，PHS一3C型pH计跟踪测量镀液2122246．65pH值变化，稀硫酸调节pH值使其控制在1．0～1．53133348．35范围内，并向镀液中添加蒸馏水以补充蒸发的水分。4144448．885155549．87试验采用长条形喷嘴