李学磊, 朱增伟, 朱 荻

(南京航空航天大学,南京 210016)

电铸是一种依据金属离子在阴极表面发生还原反应的原理来制造金属零部件的精密制造技术,在精密模具、航空宇航、兵器以及微纳米制造等高新技术领域中已经得到了很多重要应用。目前单金属电铸材料在中高温条件下存在着强度不理想的问题,限制了它的进一步发展和应用。研究表明,电沉积金属Ni在250～260℃左右退火时开始出现晶粒快速长大现象;而电铸层中微量元素的存在会提高纯金属晶体的热稳定性,合金晶体的晶粒长大温度往往较高[3,4]。与单金属材料镍相比,锰作为一种去硫剂,可使Ni-Mn合金在高温下的抗硫脆性得到改善,中高温度情况下性能大幅度提高,可焊性也得到明显的改善[1,2]。已有研究资料表明[4～6],电沉积Ni-Mn合金的热稳定性好于Ni,开始出现晶粒快速长大现象的温度明显提高。由于Ni-Mn合金良好的热稳定性,在航天领域具有独特的应用前景,如在制造具有特殊结构的先进航天发动机推力室时,电铸镍锰合金可用于形成推力室身部的外壁。研究者从电铸电源、电解液控制、沉积层成分和高温机械性能方面对Ni-Mn合金进行过一定研究[5～8]。

本研究利用游离粒子辅助摩擦电铸技术进行Ni-Mn合金电铸试验,在改善电铸层表面质量的前提下,对电铸层在热处理前后的力学性能进行分析,研究工艺参数对电铸层力学性能的影响规律。

1 试验及测试方法

游离粒子辅助摩擦Ni-Mn合金电铸技术是在阴极和阳极之间放置不导电的游离粒子,将阴极完全覆盖,在沉积过程中,阴极作旋转运动,游离的硬质粒子不断摩擦和撞击阴极表面。……