电流类型对氨基磺酸盐型电铸Ni-Co合金组织及性能的影响-论文.pdf

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1、第34卷第2期航空材料学报Vo1．34．NO．22014年4月JOURNALOFAERONAUTICALMATERIALSApril2014电流类型对氨基磺酸盐型电铸Ni．Co合金组织及性能的影响裴和中，李雪，黄攀，陆峰，张俊，张国亮(1．昆明理工大学材料科学与工程学院，昆明650093；2．云南北方驰宏光电有限公司，昆明650093；3．北京航空材料研究院，北京100095；4．云南驰宏锌锗股份有限公司，昆明650093)摘要：采用脉冲和直流电流制备Ni—co合金电铸层。采用显微硬度计、能谱仪、扫

2、描电镜(SEM)和x射线衍射仪测试并观察铸层的显微硬度、钴含量和微观结构。结果表明：利用脉冲电流和直流电流制备的铸层显微硬度均较高，且铸层的显微硬度随电流密度(D)增大而呈下降趋势。但脉冲电流制备的铸层硬度下降趋势较直流电流制备的铸层下降缓慢。铸层钴含量随着电流密度(D)的增大而减少，脉冲电流制备的铸层钴含量下降较缓。电源类型对铸层表面形貌影响较大。采用脉冲电流，铸层晶包均匀，呈菜花包状；采用直流电流，铸层晶粒分布不均匀，呈块状。与直流电流相比，脉冲电流对铸层微观结构影响不大。关键词：电铸镍钴合金；

3、脉冲电流；钴含量；结构形貌doi：10．3969／j．issn．1005—5053．2014．2．004中图分类号：TGI13；TQ153文献标识码：A文章编号：1005—5053(2014)02-0017-05电铸技术由于具有复制能力高、精度好、成形周组织的影响。期短等特点，被广泛应用于航空航天、微型机械制造目前未见电流类型对钴含量的影响的报道，为以及波纹管、药型罩、注塑模、压塑模等精密器件等此，本研究以硬质铝合金为芯模材料，在氨基磺酸盐领域¨“。镍钴合金铸层可以通过硫酸盐、氯化物、体系中进行镍钴

4、合金电铸实验，研究电流类型对Ni—氨基磺酸盐等体系制备，氨基磺酸盐型电铸镍钴co合金电铸层组织结构性能的影响规律。合金由于具有易溶解、沉积速率快、分散能力较好、超低应力等特点而广泛应用于电铸技术中。。。电1实验及测试方法铸过程中，电流类型或电流的种类及电流密度范围对电铸镍钴合金铸层的显微硬度、钴含量及组织形1．1电铸工艺流程貌均有影响。目前研究者已对钴含量、晶粒尺寸以电铸过程中主要采用图1所示工艺流程。采用及表面形貌、硬度等方面有所研究。有资料研究表硬质铝合金(LY12)作为阴极，尺寸为20ram×

5、5ram。明。。在氨基磺酸盐体系中，采用脉冲电沉积技术制实验中以硬铝合金(LY12)为芯模材料。备的铸层为钴含量在2．4％～59．3％的纳米晶镍钴合金，且纳米晶镍钴合金的平均晶粒尺寸随着钴含量的增加而减小。Chung等研究表示，在氨基磺酸盐体系中，脉冲频率和电流密度对Ni-co合金的成分组成、表面形貌和硬度有一定的影响。裴和中等研究了添加剂和电流密度对镍钴合金电铸层收稿日期：2013．08．29；修订El期：2013—12—31作者简介：裴和中(1963一)，男，博士，副教授，主要从事表面技术与腐蚀

6、理论与防腐蚀技术等研究，(E—mail)图1电铸工艺流程peihezhong@vip．qq．COrn。Fig．1Theelectroformingprocess18航空材料学报第34卷1．2电铸实验工艺参数粒细小，从而导致硬度较高；由于电沉积时受扩电铸实验工艺参数见表1。散控制的影响较小，所以与直流相比较，D的增大对铸层晶粒影响较小。采用脉冲电流，铸层显微硬表1电铸工艺参数度比较高，并且下降较缓慢。Table1Theelectroformingprocessparam一～eters一‰～一～～一Ni

7、(SO3NH2)2·4H2O／(g‘L580Co(SO3NH2)2·4H2O／(g·LlONiC12·6H2o／(g·L)1OH，BO3／(g·L)36O．154图2脉冲和直流电流对铸层显微硬度的影响45Fig．2TheinfluenceofpulseanddirectcurrentDCcurrentonthecastinglayerSmicrohardnessMagneticstirring2．2电流类型对铸层钴含量和性能的影响Dutycycle1：4，tj=5ms，脉冲和直流电流对铸层钴含量的影

8、响如图4t2=20ms；，⋯=0A／dm所示。由图可见：铸层钴含量均随D的增大而减少。当电流类型为脉冲时，铸层钴含量随着脉冲1．3铸层测试方法峰值的增大而下降，但与直流电流相比，铸层钴含采用脉冲和直流电流制备Ni．co合金的电铸量下降的较缓慢；随着直流电流密度的增大，铸层层。采用显微硬度计和能谱仪分析脉冲和直流电流钴含量下降的更为迅速。当铸层钴含量增加时，对铸层的显微硬度和钴含量的影响。利用SEM和平均晶粒尺寸减小，加工硬化率增加，塑性提高，x射线衍射仪分析脉冲和直流