電噴鍍Ni-P合金工藝及性能研究.pdf

1、Ni-P合金鍍層的制備主要有電鍍和化學(xué)鍍兩種方法，電鍍技術(shù)因具有化學(xué)鍍技術(shù)不能比擬的眾多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。電噴鍍技術(shù)是在傳統(tǒng)電鍍技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的一種快速電沉積工藝，具有沉積速度快，鍍層表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。本文在自行研制的數(shù)控電噴鍍機(jī)床上對Ni-P合金鍍層進(jìn)行相關(guān)工藝試驗(yàn)，并對鍍層性能進(jìn)行檢測。
　　首先，介紹了電噴鍍金屬沉積基本理論，分析了提高極限電流密度的基本方法。在基本理論知識基礎(chǔ)之上，分別采用FLUENT軟件和ANSYS

2、軟件對電噴鍍加工區(qū)域流場和電場進(jìn)行仿真分析。FLUENT單相流模型和多相流模型對比分析，確定最終陽極噴嘴設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，最后分析鍍液流速以及兩極間隙對流場的影響。ANSYS軟件分析靜態(tài)下陰極工件表面電流密度分布，研究不同電壓以及不同間隙對電流密度分布影響，在此基礎(chǔ)之上，結(jié)合金屬沉積理論，模擬電壓為22V，加工間隙為1.0mm時(shí)鍍層的生長情況。
　　其次，在自行研制的數(shù)控電噴鍍機(jī)床上采用響應(yīng)曲面法安排Ni-P合金工藝試驗(yàn)，研究電壓、鍍液溫

3、度、兩極間隙以及相對運(yùn)動速度對鍍層沉積速度、表面粗糙度、表面硬度的影響，建立回歸方程并優(yōu)選出三組最優(yōu)工藝組合。最后，轉(zhuǎn)化為多響應(yīng)問題，得到能同時(shí)使鍍層沉積速度、表面粗糙度、表面硬度之間保持相對平衡且整體達(dá)到最優(yōu)的工藝參數(shù)組合為:電壓21V，鍍液溫度64℃，兩極間隙0.8mm，相對運(yùn)動速度:395mm·min-1。此種工藝條件下，測得鍍層平均沉積速度為60.68μ m/min，平均表面粗糙度為0.315μm，平均硬度為714.79HV。對