1. 激光(guang)強(qiang)化噴射電鍍技術的應用


  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(xiu)鋼基體上直接局部電沉積金獲得成功。、


  圖(tu)4-16為激(ji)光(guang)強化(hua)噴(pen)射電鍍系(xi)統示意圖(tu)


圖 16.jpg


 該系統(tong)利用氣體(ti)壓力輸送液(ye)體(ti)，使鍍液(ye)流速(su)穩(wen)定。與鍍液(ye)接觸材料均(jun)為聚乙烯、四氟乙烯和(he)玻(bo)璃，避免了鍍液(ye)被污染(ran)。



2. 實驗條件


 鍍液組成：


 化金鉀［KAu(CN)2]   7g/L   、 pH    6.4


 磷(lin)酸鹽  180g/L  、 溫度（20±2)℃  、添加(jia)劑  微量


 激光功率：0.8W;


 激光波長：514.5nm;


 陽極：?0.5mm鍍(du)鉑黑的鉑絲繞制而成(cheng)，其表(biao)觀面積約1.5c㎡;


 陰極(ji)：Φ25mm 1C-18Ni9Ti不銹鋼圓(yuan)盤(pan)，該極(ji)板表面粗糙度小于0.006μm;


 陰(yin)極(ji)移動速(su)率：80μm/s;


 噴嘴直徑(jing)：0.5mm;


 施加(jia)的陰極電流在(zai)5~12mA范(fan)圍內，采用(yong)恒電流方式(shi)。



3. 實驗結果


 a. 鍍層厚度分布


  其中(zhong)心(xin)部分鍍(du)層較厚，邊緣(yuan)較薄。因為極板中(zhong)心(xin)吸收了激光能量，使照射區溫(wen)度升高，對流增強，擴散層變薄，使電(dian)沉積(ji)速(su)率提高，電(dian)流密(mi)度增加，對邊緣(yuan)影響(xiang)不大(da)。


 b. 噴嘴至陰極間距離(li)的選(xuan)擇性影(ying)響


  在激光(guang)功(gong)率0.8W,電(dian)流(liu)密(mi)度0.64A/cm2的條件(jian)下，在流(liu)速為(wei)2.76m/s時(shi)，陰極(ji)愈(yu)靠近噴口，鍍金線的選擇(ze)性愈(yu)好(hao)，而在流(liu)速為(wei)6.4m/s時(shi)，噴嘴至(zhi)陰極(ji)距離L=4.5mm處，選擇(ze)性最(zui)好(hao)。


 c. 噴嘴至陰極距離L對電沉積(ji)速率的影響


  在激光功率(lv)0.8W,電流5mA,噴(pen)嘴出口流速(su)u=2.76m/s時，噴(pen)嘴至陰極距離L=4.5mm處(chu)的電沉積(ji)速(su)率(lv)最大。這可能是由于噴(pen)射的“縮(suo)脈”現象(xiang)，使噴(pen)射束橫截(jie)面最小，實際電流密度增大，導(dao)致電沉積(ji)速(su)率(lv)增大之(zhi)故。


 d. 流體流速對電沉積速率的影響


  在激光照射下，反應區溫度(du)(du)上(shang)升，使電荷(he)傳遞(di)速(su)率(lv)加(jia)快，流(liu)體流(liu)速(su)加(jia)大，使反應區溫度(du)(du)下降，導致電荷(he)傳遞(di)速(su)率(lv)下降，流(liu)體流(liu)速(su)的增加(jia)使電沉積速(su)率(lv)出現最大值。


 e. 激光對電(dian)流效(xiao)率的影(ying)響


  在流(liu)(liu)體流(liu)(liu)速(su)u=4.89m/s,激光(guang)照射(she)(she)功率為0.8W的條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)，在相同的電流(liu)(liu)密度條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)，有激光(guang)照射(she)(she)時，電流(liu)(liu)效率要比單(dan)一噴射(she)(she)鍍(du)高20%左右。這主要是因(yin)為電極表面吸收了(le)激光(guang)的能量，使反應區(qu)域的溫(wen)度有所升高，微區(qu)的鍍(du)液熱(re)對流(liu)(liu)增強，使擴散層(ceng)變薄，使電流(liu)(liu)效率增加。


f. 激光(guang)輻射(she)對電鍍質量(liang)的影響


  一般情況(kuang)下(xia)直接(jie)在不加特(te)殊處理的(de)不銹鋼基體(ti)上(shang)是(shi)無法(fa)獲得(de)結(jie)(jie)合(he)良(liang)好(hao)的(de)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)的(de)。而在激光(guang)噴(pen)射(she)電鍍(du)(du)(du)的(de)情況(kuang)下(xia)，用膠帶實驗(yan)、刀割法(fa)均表明鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)與(yu)(yu)基體(ti)結(jie)(jie)合(he)良(liang)好(hao)。用質譜儀對鍍(du)(du)(du)金線進行元素(su)深(shen)度分(fen)布分(fen)析，結(jie)(jie)果表明，在基體(ti)與(yu)(yu)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)之(zhi)間有約0.2μm的(de)“互融”層(ceng)(ceng)，使(shi)(shi)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)與(yu)(yu)基體(ti)的(de)結(jie)(jie)合(he)力增強(qiang)，可能是(shi)激光(guang)照射(she)相互擴散所致。用掃描電鏡來觀(guan)察鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)表面的(de)沉(chen)積形(xing)態，激光(guang)照射(she)使(shi)(shi)電沉(chen)積金屬的(de)晶(jing)粒聚集(ji)直徑變小，使(shi)(shi)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)更加致密。