1. 激光(guang)強化噴射(she)電鍍技術的應用(yong)


  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(gang)基體上直接局部電沉積金獲得成功。、


  圖4-16為激光強化噴射電鍍系統示意圖


圖 16.jpg


 該(gai)系統利用氣體壓力輸送液體，使鍍(du)液流速穩定。與鍍(du)液接觸(chu)材(cai)料均(jun)為(wei)聚乙(yi)烯、四氟乙(yi)烯和玻璃，避免(mian)了鍍(du)液被(bei)污染(ran)。



2. 實驗條件


 鍍液組成：


 化金鉀［KAu(CN)2]   7g/L   、 pH    6.4


 磷酸鹽  180g/L  、 溫度（20±2)℃  、添加劑  微(wei)量


 激光功率：0.8W;


 激光波長(chang)：514.5nm;


 陽(yang)極：?0.5mm鍍鉑黑(hei)的鉑絲繞制(zhi)而(er)成，其表觀面積約1.5c㎡;


 陰極：Φ25mm 1C-18Ni9Ti不銹鋼(gang)圓盤，該極板表面粗糙度(du)小于0.006μm;


 陰極移動速(su)率：80μm/s;


 噴(pen)嘴直徑：0.5mm;


 施(shi)加的陰極電(dian)流在5~12mA范圍內，采用恒(heng)電(dian)流方式。



3. 實驗結果


 a. 鍍層厚度(du)分布


  其中心(xin)部分鍍層較厚，邊緣較薄(bo)。因為極板中心(xin)吸收(shou)了激光(guang)能(neng)量，使(shi)照射區(qu)溫度升(sheng)高，對流增強，擴散層變薄(bo)，使(shi)電(dian)沉積速率提高，電(dian)流密度增加，對邊緣影(ying)響不大。


 b. 噴嘴至陰極間距(ju)離的選擇性(xing)影(ying)響


  在(zai)激光功率0.8W,電流密度0.64A/cm2的條件下，在(zai)流速(su)為2.76m/s時，陰(yin)極愈靠近噴口(kou)，鍍金線(xian)的選擇性(xing)愈好(hao)(hao)，而在(zai)流速(su)為6.4m/s時，噴嘴至陰(yin)極距(ju)離L=4.5mm處，選擇性(xing)最好(hao)(hao)。


 c. 噴嘴(zui)至陰(yin)極距離L對(dui)電沉(chen)積(ji)速率的影響


  在激光功率0.8W,電(dian)流5mA,噴(pen)嘴(zui)出口流速(su)(su)u=2.76m/s時，噴(pen)嘴(zui)至陰(yin)極距(ju)離L=4.5mm處的電(dian)沉(chen)積速(su)(su)率最(zui)大(da)。這可能是由于噴(pen)射的“縮(suo)脈(mo)”現象(xiang)，使噴(pen)射束橫截面最(zui)小，實際電(dian)流密度增大(da)，導(dao)致電(dian)沉(chen)積速(su)(su)率增大(da)之故。


 d. 流體流速對電沉(chen)積速率的影響


  在激光照射下，反(fan)應(ying)區(qu)溫(wen)度上升，使(shi)(shi)電(dian)荷傳遞(di)(di)速(su)(su)率(lv)加快，流體流速(su)(su)加大，使(shi)(shi)反(fan)應(ying)區(qu)溫(wen)度下降，導致電(dian)荷傳遞(di)(di)速(su)(su)率(lv)下降，流體流速(su)(su)的增加使(shi)(shi)電(dian)沉積速(su)(su)率(lv)出現(xian)最大值。


 e. 激光(guang)對電流效率的影響


  在(zai)流體流速u=4.89m/s,激光照射功(gong)率為0.8W的(de)條件下(xia)，在(zai)相同的(de)電流密度條件下(xia)，有激光照射時，電流效(xiao)率要比(bi)單一噴射鍍高(gao)(gao)20%左右。這主要是(shi)因(yin)為電極(ji)表面吸(xi)收了(le)激光的(de)能量，使反應區域的(de)溫度有所升高(gao)(gao)，微區的(de)鍍液熱對(dui)流增(zeng)強(qiang)，使擴(kuo)散(san)層變薄，使電流效(xiao)率增(zeng)加。


f. 激光輻射對電鍍質量的影響(xiang)


  一般情況(kuang)下(xia)直(zhi)接在(zai)不加特殊處理(li)的(de)(de)(de)不銹鋼基體(ti)上(shang)是無法(fa)獲得(de)結(jie)合良好(hao)的(de)(de)(de)鍍(du)(du)層的(de)(de)(de)。而在(zai)激(ji)光噴(pen)射電(dian)鍍(du)(du)的(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)，用膠帶實驗、刀割法(fa)均表明(ming)鍍(du)(du)層與(yu)基體(ti)結(jie)合良好(hao)。用質(zhi)譜儀對鍍(du)(du)金線進行(xing)元素深度分布分析，結(jie)果表明(ming)，在(zai)基體(ti)與(yu)鍍(du)(du)層之(zhi)間有約0.2μm的(de)(de)(de)“互(hu)融”層，使(shi)鍍(du)(du)層與(yu)基體(ti)的(de)(de)(de)結(jie)合力(li)增強(qiang)，可能是激(ji)光照射相互(hu)擴散所(suo)致。用掃描電(dian)鏡來觀察鍍(du)(du)層表面的(de)(de)(de)沉積(ji)形態(tai)，激(ji)光照射使(shi)電(dian)沉積(ji)金屬(shu)的(de)(de)(de)晶粒聚集(ji)直(zhi)徑(jing)變小，使(shi)鍍(du)(du)層更(geng)加致密(mi)。