鎳鈷合金電鑄硬度應力分散能力均勻性數(shù)值模擬碩士論文

1、鎳鈷合金冷屏件電鑄技術研究  【關鍵詞】 鎳鈷合金; 電鑄; 硬度; 應力; 分散能力; 均勻性; 數(shù)值模擬; 【英文關鍵詞】 Ni-Co alloy; electroforming; hardness; stress; throwing power; homogenization; analogy; 【中文摘要】 目前國內第一代杜瓦用紅外探測器冷屏件材料為純鎳,采用電鑄的方法加工而成,與國外的產品相比還有一定的差距,這主要體現(xiàn)在硬度、表面光澤性以及厚度均勻性上。本論文的目的在于研制出高硬度、低應力、表面光澤性好、厚度均勻的鎳鉆合金冷屏件,以滿足國內第二代紅外探測器的要求。

2、 由于冷屏件屬于異型薄壁零件,普通的機加工方法難以保證零件的質量要求,而電鑄正是加工此類零件的首選方法；鎳鈷合金與純鎳相比具有高硬度、高耐蝕性等優(yōu)點,且二者在簡單的水溶液中容易實現(xiàn)共沉積,沉積層的合金成分容易控制,所以第二代冷屏件以鎳鈷合金電鑄的方法來成型。試驗中選用成本較低的硫酸鹽鎳鈷合金電沉積體系,由于其應力大、硬度低,不能滿足設計的要求,試驗中采用添加劑來降低應力,提高硬度,同時提高表面的光澤性；對于電鑄而言鑄層均勻性一致是研究的難點,本試驗從兩方面入手：一是鑄液本身,通過添加劑和合理的工藝控制來提高鑄液的分散能力；二是采用計算機輔助模擬來調整陰陽極的分布以及擋板的形狀和位置來改善陰極表

3、面的電流分布,同時采用二次電鍍的方法來徹底改善零件的厚度均勻性。 通過大量的平行與正交試驗最終電鑄出來的冷屏件完全滿足了最初的設計要求：合金中鉆含量控. 【英文摘要】 At present, the cold-shield material used in the first generation infrared detector's Dewar subassembly is mainly pure Ni. It is formed by electroforming, but has some gaps in hardness, surface brightness and thi

4、ckness homogenization compared with the part of foreign's. The aim of this thesis is to make out Ni-Co alloy cold-shield which has high hardness, low stress and even thickness, and meet the need of second generation infrared detector. The cold-shield is heterotype and thin-wall part, and ordinar

5、y.摘要 3-4 Abstract 4-5 第一章 緒論 9-31 1.1 課題的意義 9-11 1.2 電鑄技術概論 11-26 1.2.1 電鑄基本原理 11-15 1.2.2 電鑄工藝 15-21 1.2.3 電鑄的特點及應用 21-26 1.3 鎳鈷合金電沉積概況及電鑄基本工藝參數(shù)的影響 26-30 1.3.1 鎳鈷合金電沉積概況 26-27 1.3.2 鎳鈷合金電鑄基本成分及基本工藝參數(shù)的影響 27-28 1.3.3 電鑄鎳鈷合金冷屏件目前存在的問題 28-30 1.4 本課題研究的內容 30-31 第二章 試驗材料和試驗方法 31-36 2.1 試驗材料及儀器 31-32 2.1.

6、1 試驗材料 31-32 2.1.2 試驗儀器 32 2.2 鑄層及鑄液性能的測試 32-34 2.2.1 鑄層中鈷含量的分析 32 2.2.2 鑄層顯微硬度的測試 32 2.2.3 鑄層應力的測量 32-33 2.2.4 分散能力的測定 33 2.2.5 添加劑TN2消耗的測定 33 2.2.6 表面形貌分析 33 2.2.7 鑄層晶體結構分析 33-34 2.2.8 電流效率的測定 34 2.2.9 陰極極化性能的測試 34 2.2.10 一次電流密度分布的數(shù)值模擬 34 2.3 鎳鈷合金冷屏件電鑄工藝流程 34-36 第三章 鑄層中鈷含量及硬度和應力影響因素分析 36-42 3.1 鑄層

7、中鈷含量的影響因素 36-37 3.2 硬度和應力的影響因素 37-41 3.2.1 硬度與添加劑的關系 38-40 3.2.2 應力與添加劑的關系 40-41 3.3 本章小結 41-42 第四章 零件的均勻性研究 42-63 4.1 鑄液的分散能力 42-50 4.1.1 添加劑TN1對分散能力的影響 43-46 4.1.2 波形的影響 46-48 4.1.3 添加劑和電源波形對雙電層結構的影響 48-50 4.2 一次電流分布的計算機模擬 50-62 4.2.1 方法一的數(shù)值模擬 52-59 4.2.2 方法二的數(shù)值模擬 59-62 4.3 本章小結 62-63 第五章 鑄層表面形貌及晶

8、體結構的分析 63-72 5.1 鑄層表面形貌分析 63-67 5.1.1 不同鈷含量的電鑄層形貌 63-64 5.1.2 不同電流密度下的電鑄層形貌 64-66 5.1.3 添加劑對電鑄層形貌的影響 66-67 5.2 鑄層X衍射分析 67-71 5.2.1 電流密度的影響 67-69 5.2.2 添加劑的影響 69-71 5.3 本章小結 71-72 第六章 鑄液的維護及最終電鑄工藝 72-75 6.1 鑄液的維護 72-74 6.1.1 pH值的調整 72 6.1.2 鑄液中鎳和鈷含量的維護 72-73 6.1.3 添加劑的補加 73-74 6.2 最終電鑄工藝 74-75 第七章 結論 75-77 致謝 77-7