連續(xù)纖維增強鎳電鑄制造技術研究.pdf

1、電鑄制造技術是一種利用電沉積原理制造金屬零件的精密特種加工方法，在航空、航天、兵器、電子等領域有著重要的應用。為了進一步提高電鑄層強度，本文提出連續(xù)纖維增強復合電鑄制造技術，即將連續(xù)纖維摻雜進復合電鑄層以制造高強度的連續(xù)纖維增強復合電鑄層的一種技術，研究內(nèi)容及結(jié)論主要包括以下幾個方面：
　　一、制造了鎢絲（包括未電解拋光的黑鎢絲和電解拋光的白鎢絲）增強鎳復合電鑄層以及硼纖維增強鎳復合電鑄層，研究發(fā)現(xiàn)復合電鑄層的顯微硬度、晶面擇優(yōu)取

2、向在纖維加入之后并沒有明顯改變，但是抗拉強度隨著加入纖維的體積分數(shù)的增加而不斷升高。當纖維體積分數(shù)為40％時，黑鎢絲-鎳、白鎢絲-鎳、硼纖維-鎳復合電鑄層的常溫抗拉強度分別為1321 MPa、1292 MPa、1340 MPa。在200~600℃的中溫環(huán)境下，與純鎳電鑄層一致，纖維-鎳復合電鑄層的抗拉強度也隨著溫度的升高而明顯下降，但是纖維-鎳復合電鑄層的強度依然高于純鎳電鑄層的強度。
　　二、研究了纖維-基體的界面結(jié)合強度及其對

3、復合電鑄層抗拉強度的影響。使用單纖維拔出法測定了不同工藝條件下的硼纖維-鎳復合電鑄層的纖維-基體界面結(jié)合強度，并設計了一種簡單可行的試樣制備方法。研究發(fā)現(xiàn)電流密度和熱處理對硼纖維-鎳的界面結(jié)合強度具有較大的影響；結(jié)合強度的提高能夠顯著提升復合電鑄層的抗拉強度，并且隨著纖維體積分數(shù)的增加，提升效果越來越明顯。試驗結(jié)果表明，當結(jié)合強度由12.49 MPa上升至30.12 MPa時，體積分數(shù)為40%的硼纖維-鎳復合電鑄層的抗拉強度由1340

4、MPa上升至1671MPa。與白鎢絲相比，黑鎢絲在常溫下與鎳結(jié)合得更加緊密，因此雖然黑鎢絲強度不如白鎢絲，但是黑鎢絲-鎳復合電鑄層的常溫抗拉強度卻比白鎢絲-鎳復合電鑄層的常溫抗拉強度高。
　　三、在高速沖液與脈沖電流相結(jié)合的條件下進行復合電沉積，制造了鎳晶粒尺寸最低為50 nm的纖維-納米晶鎳復合電鑄層。結(jié)果表明，納米晶不僅提高了電鑄鎳的強度，還提高了纖維-鎳的界面結(jié)合強度，進而顯著提升了復合電鑄層的抗拉強度。當鎳晶粒的尺寸細化至

5、90 nm時，試驗制造的纖維體積分數(shù)為40%的黑鎢絲-納米晶鎳復合電鑄層、白鎢絲-納米晶鎳復合電鑄層、硼纖維-納米晶鎳復合電鑄層抗拉強度達到最大值，分別為1652 MPa、1610 MPa、1680 MPa。纖維-納米晶鎳復合電鑄層在200℃時依然具有較高的強度，但是當溫度升高至400℃時，由于納米晶迅速長大，其對復合電鑄層強度的提升作用已十分有限。
　　四、研制了連續(xù)纖維纏繞復合電鑄設備，并采用底部沖液與脈沖電流相結(jié)合的方式進行