溶液組分對電鑄鎳組織和力學性能的影響

錢建剛， 李彭瑞， 李海婷

(北京航空航天大學 化學與環境學院，北京100191)

電鑄技術是一種精密特種加工方法。它利用金屬離子在陰極表面電沉積的原理進行零件的成型加工，具有很高的復制精度。電鑄鎳因具有良好的強度、韌性和耐腐蝕性等性能［1］，而被廣泛應用于傳統工藝難以加工的零部件，如旋翼飛行器的旋翼漿尖［2］、精密模具、波紋管、風洞噴管內壁、火箭發動機推力室和核電站中的無縫管等的制造［3，4］。常見電鑄鎳溶液體系有硫酸鹽溶液、全氯化物溶液、氟硼酸鹽溶液、全硫酸鹽溶液和氨基磺酸鹽溶液［3］，其中氨基磺酸鹽溶液體系由于工藝范圍較寬、電鑄鎳層的內應力相對較低和綜合性能較好而獲得廣泛研究和應用。

Kelly 等［5］研究了溫度和電流密度對內應力和抗拉強度的影響，發現內應力和抗拉強度均隨著溫度的增大而增大;同時抗拉強度隨著電流密度的增大而增大，而內應力隨電流密度的增大卻有所減小。Malone［6］研究了電鑄鎳的工藝參數對電鑄鎳力學性能的影響，通過調整工藝參數可以獲得抗拉強度為793MPa，同時伸長率為6% 的電鑄鎳或是伸長率23%，抗拉強度為435MPa 的電鑄鎳。章勇等［7］利用輔助摩擦技術制備電鑄鎳，在電流密度為4A/dm2、陰極表面速為10mm/s 條件下，可獲得伸長率為21%，抗拉強度為635MPa 的電鑄鎳。羅揚等［8］研究十二烷基硫酸鈉和糖精對電鑄鎳層性能的影響，結果表明適量的十二烷基硫酸鈉和糖精可以提高鑄鎳層的抗拉強度，當糖精濃度為0.01g/L 時鑄鎳層的抗拉強度達1200MPa 左右，但伸長率只有6.67%。……