鎳鍍層應(yīng)力的測(cè)試方法和應(yīng)力釋放

1、鍍鎳層內(nèi)應(yīng)力及其測(cè)量方法鍍鎳層內(nèi)應(yīng)力及其測(cè)量方法關(guān)鍵詞：鍍鎳，內(nèi)應(yīng)力，測(cè)量方法，影響因素作者：李延偉，黃曉曦，楊哲龍，姚金環(huán)，李月曉內(nèi)容：(1.桂林理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院廣西桂林5410042.哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院黑龍江哈爾濱150001)摘要：鍍鎳是電鍍工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的鍍種之一鍍層的內(nèi)應(yīng)力是影響鍍層質(zhì)量的重要因素。綜述了鍍鎳層內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因介紹了鍍鎳層內(nèi)應(yīng)力的測(cè)量方法并對(duì)各種影響鍍鎳層內(nèi)應(yīng)力的因素進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：鍍鎳內(nèi)應(yīng)

2、力測(cè)量方法影響因素中圖分類號(hào)：TQ153文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：10004742(2011)010004040前言鍍鎳是電鍍工業(yè)中最重要的鍍種之一已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空、航天、國(guó)防等領(lǐng)域[1]。特別是近年來(lái)鍍鎳在特種加工[2]和微納米制造[3]等高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用使其用途更加廣泛。在電鍍過(guò)程中由于金屬的結(jié)晶有一定變形或有異相滲入會(huì)產(chǎn)生一定內(nèi)應(yīng)力這種現(xiàn)象在鍍鎳過(guò)程中尤為明顯[4]。電鍍層的內(nèi)應(yīng)力可分為兩類:一類是使鍍層本身體積有膨

3、脹趨勢(shì)的應(yīng)力稱為壓應(yīng)力另一類是使鍍層體積有收縮趨勢(shì)的應(yīng)力稱為拉應(yīng)力。電鍍過(guò)程中拉應(yīng)力過(guò)大會(huì)使鍍層開(kāi)裂而壓應(yīng)力過(guò)大會(huì)引起鍍層起泡從而導(dǎo)致鍍層的失效。在微納米制造中不平衡的拉應(yīng)力或壓應(yīng)力很容易引起加工部件發(fā)生變形從而使制造過(guò)程失敗。因此深入了解鍍層內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因、內(nèi)應(yīng)力的表征手段及其調(diào)控方法對(duì)電鍍生產(chǎn)具有重要實(shí)際意義。本文綜述了鍍鎳層內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因介紹了鍍鎳層內(nèi)應(yīng)力的測(cè)量方法并對(duì)各種影響鍍鎳層內(nèi)應(yīng)力的因素進(jìn)行了分析。1鍍鎳層內(nèi)應(yīng)力的形成

4、原因電鍍層內(nèi)應(yīng)力是在金屬離子形成金屬的過(guò)程中產(chǎn)生的。為了避免或控制內(nèi)應(yīng)力對(duì)鍍層產(chǎn)生的不良影響人們很早就開(kāi)始對(duì)內(nèi)應(yīng)力的形成原因進(jìn)行了研究[57]。然而由于這一問(wèn)題的復(fù)雜性至今仍無(wú)完鍍層內(nèi)應(yīng)力的測(cè)量主要采用力學(xué)方法。常用的力學(xué)方法有薄片彎曲陰極法、螺旋收縮儀法、圓片變形法及長(zhǎng)度變化法等[910]。這些方法基于在材料的彈性極限內(nèi)討論應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系。2.1薄片陰極彎曲法薄片陰極彎曲法是一種經(jīng)典的內(nèi)應(yīng)力測(cè)量方法。其基本形式是:采用一塊狹長(zhǎng)的金屬

5、薄片作陰極背向陽(yáng)極的一面絕緣電鍍時(shí)一端用夾具固定另一端可以自由活動(dòng)電鍍后鍍層中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力會(huì)迫使薄片陰極彎曲。其內(nèi)應(yīng)力計(jì)算公式為:式中:σ為鍍層內(nèi)應(yīng)力PaE為薄片陰極的彈性模量Pat為薄片陰極的厚度mmR為薄片陰極的彎曲半徑mmd為鍍層的厚度mm。薄片陰極彎曲法的主要缺點(diǎn)是:(1)試樣背面的絕緣層往往會(huì)污染電鍍?nèi)芤和瑫r(shí)影響試樣的剛性這種影響難以在內(nèi)應(yīng)力計(jì)算中加以考慮和修正(2)絕緣不完全或在電鍍過(guò)程中產(chǎn)生脫落也會(huì)改變陰極的彎曲程度(3)