1. 激光強化噴射電鍍技術的應(ying)用


  為了更好地將激光強化噴射電鍍技術應用于實際，復旦大學葉勻分、郁祖湛設計制作的一套激光強化噴射電鍍裝置，在不銹鋼基體上直接局部電沉積金獲得成功。、


  圖4-16為激光強化噴射(she)電鍍(du)系(xi)統(tong)示意圖


圖 16.jpg


 該(gai)系統(tong)利用氣體壓力輸送液(ye)體，使鍍(du)液(ye)流速穩定。與(yu)鍍(du)液(ye)接觸(chu)材料均為(wei)聚(ju)乙烯、四氟乙烯和玻(bo)璃，避免(mian)了鍍(du)液(ye)被(bei)污(wu)染(ran)。



2. 實驗條件


 鍍液組(zu)成：


 化金鉀［KAu(CN)2]   7g/L   、 pH    6.4


 磷酸鹽  180g/L  、 溫度（20±2)℃  、添(tian)加劑  微量


 激光功(gong)率：0.8W;


 激光(guang)波長：514.5nm;


 陽極(ji)：?0.5mm鍍鉑黑(hei)的鉑絲繞制(zhi)而成，其(qi)表(biao)觀面積約1.5c㎡;


 陰極：Φ25mm 1C-18Ni9Ti不銹(xiu)鋼圓盤，該極板表面粗糙度小于(yu)0.006μm;


 陰極移動速率(lv)：80μm/s;


 噴嘴直徑：0.5mm;


 施加的陰(yin)極電流(liu)在5~12mA范圍(wei)內，采用恒電流(liu)方式。



3. 實驗結(jie)果


 a. 鍍層(ceng)厚度分布


  其(qi)中心部分鍍層較(jiao)厚，邊緣較(jiao)薄。因為(wei)極(ji)板中心吸(xi)收了激光能量，使照射區溫度(du)升高，對(dui)(dui)流(liu)增強，擴(kuo)散層變薄，使電沉積(ji)速率提高，電流(liu)密度(du)增加，對(dui)(dui)邊緣影響不大。


 b. 噴嘴至陰(yin)極間距(ju)離(li)的選擇(ze)性(xing)影響


  在激光功率0.8W,電(dian)流(liu)密度0.64A/cm2的條件下，在流(liu)速為(wei)2.76m/s時(shi)，陰極愈(yu)靠(kao)近噴口，鍍金線的選擇性愈(yu)好(hao)，而在流(liu)速為(wei)6.4m/s時(shi)，噴嘴至(zhi)陰極距離(li)L=4.5mm處，選擇性最好(hao)。


 c. 噴(pen)嘴(zui)至陰極距離L對電沉積速率的(de)影響(xiang)


  在激光(guang)功率(lv)0.8W,電流5mA,噴(pen)(pen)嘴出口流速(su)u=2.76m/s時，噴(pen)(pen)嘴至陰極距離L=4.5mm處的電沉積速(su)率(lv)最(zui)(zui)大(da)。這可能是由于(yu)噴(pen)(pen)射的“縮脈”現象，使噴(pen)(pen)射束橫截面最(zui)(zui)小，實際(ji)電流密度增大(da)，導(dao)致電沉積速(su)率(lv)增大(da)之故。


 d. 流(liu)體流(liu)速(su)對(dui)電沉積速(su)率的影響


  在激光照射下(xia)，反應區溫度(du)上升，使電(dian)荷(he)傳遞速(su)率(lv)(lv)加(jia)快(kuai)，流(liu)體流(liu)速(su)加(jia)大，使反應區溫度(du)下(xia)降，導致電(dian)荷(he)傳遞速(su)率(lv)(lv)下(xia)降，流(liu)體流(liu)速(su)的增加(jia)使電(dian)沉積速(su)率(lv)(lv)出現最大值。


 e. 激光對電流效率的影響


  在流(liu)體流(liu)速u=4.89m/s,激(ji)(ji)光照射(she)功率(lv)(lv)為0.8W的條件下(xia)(xia)，在相同的電(dian)流(liu)密(mi)度(du)條件下(xia)(xia)，有(you)激(ji)(ji)光照射(she)時，電(dian)流(liu)效率(lv)(lv)要比單(dan)一噴射(she)鍍高20%左(zuo)右(you)。這主(zhu)要是因(yin)為電(dian)極表面吸(xi)收了激(ji)(ji)光的能量，使反應區域的溫度(du)有(you)所(suo)升高，微區的鍍液(ye)熱對流(liu)增(zeng)(zeng)強，使擴散層(ceng)變(bian)薄，使電(dian)流(liu)效率(lv)(lv)增(zeng)(zeng)加。


f. 激(ji)光輻射(she)對電鍍(du)質(zhi)量的影(ying)響


  一般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia)直(zhi)接在不加特(te)殊處理的(de)(de)(de)不銹鋼基(ji)體(ti)(ti)上是(shi)無法獲得(de)結合(he)良好(hao)的(de)(de)(de)鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)的(de)(de)(de)。而在激(ji)光(guang)噴射(she)電鍍(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，用膠(jiao)帶實驗(yan)、刀割法均(jun)表(biao)(biao)明(ming)鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)與(yu)基(ji)體(ti)(ti)結合(he)良好(hao)。用質譜儀對(dui)鍍(du)(du)(du)(du)金線進(jin)行元(yuan)素深度分(fen)布分(fen)析，結果表(biao)(biao)明(ming)，在基(ji)體(ti)(ti)與(yu)鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)之(zhi)間有約0.2μm的(de)(de)(de)“互(hu)融”層(ceng)，使(shi)鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)與(yu)基(ji)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)結合(he)力(li)增(zeng)強，可(ke)能是(shi)激(ji)光(guang)照射(she)相互(hu)擴散(san)所致(zhi)。用掃描電鏡(jing)來觀察鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)沉積(ji)形態，激(ji)光(guang)照射(she)使(shi)電沉積(ji)金屬的(de)(de)(de)晶粒聚集(ji)直(zhi)徑變小，使(shi)鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)更加致(zhi)密。