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电铸镍及镍合金的研究进展:电铸二元镍基合金-电铸镍锰合金

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-19  浏览次数:855

锰对电铸镍而言是一种有效的强化元素,能细化电铸层晶粒,提高其再结晶温度,使电铸镍层在室温与中温下的强度与硬度得到大幅提高。锰作为一种去硫剂,能改善镍层的高温塑性,提高其可焊性,因而在航天领域具有独特的应用前景。电铸镍锰合金可用于制作具有特殊结构的先进航天发动机推力室外壁,也可用于制作坚硬强研磨性地层钻探用的金刚石钻头及用于微机电系统(MEMS)的制造[l5]。但锰的加入将显著提高镍层的内应力。Hearne[16]研究了电沉积镍锰合金过程中产生内应力的影响因素,发现电沉积初始阶段的压力约为1 GPa,与锰含量无关:当电沉积过程稳定后,压力受电流密度和锰含量的影响非常明显。

 

脉冲电流密度和锰含量是影响镍锰合金性能的主要因素。杨建明等[l7]研究了氨基磺酸盐脉冲电铸镍锰合金,发现电铸镍锰合金的表面具有非常细小、致密的结晶形态,且与沉积电流密度有关,晶粒大小随沉积电流密度的增大而减小。有文献[l 5,18]报道了在镀液高速冲刷条件下i‘采用直流和高频脉渖电流以及向电解液中加入添加剂等方法进行的镍锰合金电铸试验,成功获得了镍锰合金纳米晶(≤100 nm)电铸层。其研究发现:相同电流密度的脉冲电铸层锰含量低于直流电铸层;电流密度和脉冲参数通过改变合金中的锰含量和颗粒尺寸来影响镀层的性能;随着平均电流密度的增大,合金的硬度和强度也在提高;加入添加剂后电铸层中的锰含量降低,晶粒尺寸明显减小,电铸层表面变得平整光亮。

 

但是,由于电铸镍锰合金的塑性比电铸镍低,对杂质的敏感度高,因此在电铸过程中可能会产生黑色附着层或开裂现象。杨建明等[19-20]研究发现,阳极上产生的黑色附着层是杂质Mn02和少量的Ni203,过滤溶液和沉淀后对电铸过程不会产生明显影响。开裂是阳极镍块中的锌杂质进入镀层所造成的,添加除杂剂后即可得到完好的电铸件。若要从根本上消除杂质,需用高纯度的镍阳极,但生产成本也会相应提高。

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