收藏本站
《大连理工大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

电加工用Cu-ZrB_2复合镀层的制备及其电加工性能研究

张旻  
【摘要】:电极的制造一直是电加工方法制造模具过程中影响制造剧期与成本的主要因素之一,一种基于RP的铜电极电铸技术,为电极的快速制造提供了一条捷径。但是,由此制得的电极存在着铜电铸层电加工性能较差、易破损的问题,常常导致加工失败甚至模具报废。因此,对应一定的模具型腔深度,电极所需的铜电铸层厚度较大,由此引起电铸时间的大幅增加,严重影响了电极制造速度。 针对这一问题,本文提出了一种利用复合电沉积技术制备电火花电极材料的新方法,即在铜电铸层中添加导电性难熔微粒——ZrB_2,制备Cu-ZrB_2复合镀层以提高电极材料的抗电蚀性能。本文首先研究了脉冲电沉积Cu-ZrB_2复合镀层的制备工艺,然后采用表面分析技术(扫描电镜、电子探针)、X射线衍射仪、恒电位仪、差热分析及透射电镜研究了电沉积Cu-ZrB_2复合镀层的组织结构、沉积过程和基本性能,同时提出了脉冲电沉积条件下针对导电微粒的共沉积模型,最后研究了电沉积Cu-ZrB_2复合镀层的电加工性能并分析了复合镀层的电蚀过程。 研究结果表明,与直流沉积相比,使用脉冲电沉积可显著提高ZrB_2微粒的复合量,脉冲电源参数——平均电流密度、脉冲频率与占空比对ZrB_2微粒的共沉积均有影响,其中,占空比的影响最为显著。因此,在不改变其它共沉积条件的情况下,仅仅通过调整脉冲电源参数,即可方便的调整复合镀层中的ZrB_2含量。 ZrB_2微粒在复合镀层中分布均匀,金属铜在导电性ZrB_2微粒表面的直接沉积,使得微粒与基质金属铜间结合紧密。在电沉积过程中,ZrB_2微粒的加入提高了铜离子还原沉积的过电位,促进了铜沉积过程中的形核作用,使铜基体的晶粒得以细化、均匀。随着施镀时间的增加,镀层表面形成胞状形貌。在电沉积后期,织构的出现使镀层表面形貌向脊状形态转变。在脉冲电沉积模式下,氯离子对镀层的织构有强烈影响。随着氯离子浓度的增加,镀层织构由220方向迅速转变为200方向。ZrB_2微粒的加入促进了(111)晶面的生长,而氯离子浓度的进一步增加则可完全消除ZrB_2微粒的影响,说明氯离子对于铜沉积层的生长具有比ZrB_2微粒更强的作用力。 通过对ZrB_2微粒共沉积过程的分析,建立了导电微粒的脉冲复合共沉积模型,推导出了复合镀层中微粒共沉积的基本方程式。电沉积Cu-ZrB_2复合镀层工艺中的实验数据很好的满足了这一基本方程式,这证明了共沉积模型的合理性。依据脉冲电参数对ZrB_2复合量的影响,分析了ZrB_2微粒在阴极上受到的作用力,间接证明了微粒与电极间化学吸附力的存存。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG174

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 滕达;曹明让;刘冬冬;;Cu/Cr复合电极电火花加工电蚀凹坑的数值仿真及实验分析[J];工具技术;2012年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘宇;微细电火花加工中集肤效应的影响机理及相关技术研究[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 滕达;Cr-Cu复合电极的制备及其仿真实验研究[D];太原理工大学;2012年
2 陈志舜;微纳加工中电极与工件电子学特性研究[D];江南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 蒋太祥,胡信国,王殿龙,孙福根,李桂芝;新型节银电接触材料的研究[J];材料保护;1994年01期
2 王伊卿,卢凤兰,卢秉恒;电铸与电弧喷涂相结合制造EDM电极[J];电加工与模具;2001年04期
3 金洙吉 ,华涛 ,邹国林 ,赵福令 ,郭东明;基于LOM原型快速制造电火花加工电极的研究[J];电加工与模具;2002年06期
4 张朝刚;电极杂谈[J];电加工;1994年03期
5 杨来侠,李涤尘,卢秉恒;电火花加工(EDM)中所用电极的制造方法[J];机械设计与制造;1998年03期
6 钱碧波,潘晓弘,程耀东,王剑峰;快速原型技术及其在模具制造中的应用[J];机械研究与应用;1998年02期
7 余焜,施智祥;金刚石颗粒强化银基复合镀层[J];中国有色金属学报;2000年S1期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙海霄,曾繁涤,林柳兰,黄树槐;激光选区烧结技术及所用高分子材料对工艺的影响[J];工程塑料应用;2001年03期
2 孙杰,朱立新,钟兵,胡金华,王清洁;玻璃钢蜂窝夹层复合材料抗爆性能研究[J];工程塑料应用;2003年03期
3 陈海燕;朱有兰;李才取;田燕;;ABS汽车灯罩镀亮铬处理工艺[J];工程塑料应用;2007年12期
4 丁文皓;于名讯;朱洪立;宋宇华;姜兴三;;EP/SCF吸波涂层的介电性能和吸波效果研究[J];工程塑料应用;2008年05期
5 唐燕杰,苗恩铭,陈晓怀;热膨胀系数同弹性模量数学模型分析[J];安徽纺织职业技术学院学报;2003年01期
6 鲁道荣;添加剂在铜电解精炼中的电化学行为的研究[J];安徽化工;2002年03期
7 严怡芹,倪光明;微量铈离子在酸性电镀锡过程中沉积机理的探讨[J];安徽师大学报(自然科学版);1994年04期
8 何龙庆;林继成;石冰;;菲克定律与扩散的热力学理论[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2006年04期
9 于秦生;能带论的基本思想及其具有普遍意义的结果[J];安庆师范学院学报(自然科学版);1996年01期
10 张询;王首宇;;奥氏体不锈钢化学着色法的工艺[J];辽宁科技大学学报;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 钟富德;周泽前;钟付先;张辉华;黎全英;刘世若;;导电涂料的研制、生产及应用[A];中国电子学会化学工艺专业委员会第五届年会论文集[C];2000年
2 屠振密;张景双;屠晓明;;环境无害化电镀的研究、使用和发展[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
3 王兵;郭鹤桐;于海燕;;甲基磺酸盐电镀银镀层工艺的研究[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
4 安茂忠;屠振密;杨哲龙;;锌与铁族金属共沉积机理的进展[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
5 李宁;黎德育;袁国伟;梁国柱;张王林;;铝上一次浸锌工艺的开发[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
6 张景双;屠振密;杨哲龙;安茂忠;李文良;;碱性电镀锌-钴合金阳极行为的研究[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
7 邵光杰;秦秀娟;陈闽子;姚枚;;稀土对电沉积Ni-P合金镀液性能的影响[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
8 徐瑞东;郭忠诚;朱晓云;翟成成;;化学镀锡最佳工艺条件的优化[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
9 张卫国;姚素微;赵转清;周亦龙;许磊;;Ni/纳米CdS复合镀层的制备及其催化析氢特性[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
10 吴永炘;文效忠;杨志雄;萧祖隆;李志勇;;钴合金代替镍、钯防铜渗镀层的研究[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐瑞东;脉冲电沉积制备纳米颗粒增强金属基复合材料的研究[D];昆明理工大学;2008年
2 陈步明;新型节能阳极材料制备技术及电化学性能研究[D];昆明理工大学;2009年
3 张启波;咪唑基离子液体在锌电沉积中的作用机理研究[D];昆明理工大学;2010年
4 刘倞;硅烷sol-gel薄膜及含硅烷的聚合物涂层的电沉积研究[D];浙江大学;2010年
5 张洪兵;结合电弧喷涂与快速原形技术快速制造钢基模具的研究[D];沈阳工业大学;2010年
6 宋丹;利用可控气氛热喷涂方法制备复合材料涂层的研究[D];沈阳工业大学;2010年
7 丹媛媛;PbO_2基纳米氧化物复合功能电极材料的制备及性能研究[D];吉林大学;2011年
8 李进;光子晶体应用于红外辐射光谱控制的探索研究[D];中国科学技术大学;2011年
9 李伟伟;以Nb_2O_5·nH_2O为助剂的甲醇氧化电催化剂的制备与性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
10 靳尉仁;锂离子动力电池性能及其仿真研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄国雅;电沉积法制备ZnSe薄膜[D];长春理工大学;2010年
2 李高飞;数控选区电沉积快速成型的成型质量研究[D];浙江理工大学;2010年
3 王志鹏;基于拉曼光谱下的A_2(MoO_4)_3材料热膨胀性研究[D];郑州大学;2010年
4 张曰涛;AZ91D镁合金化学镀Ni-W-P研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 武启;常压射频容性放电氩等离子体中活性气体对放电特性的影响[D];大连理工大学;2010年
6 贾男;微小孔电火花加工排屑方法及振动器研究[D];大连理工大学;2010年
7 刘兰;导电高分子修饰活性炭电极的制备与电化学性能研究[D];中国海洋大学;2010年
8 谢小运;TM-450阀控式密封铅酸蓄电池设计及板栅合金研究[D];湘潭大学;2010年
9 杨艳静;超级电容器用纳米二氧化锰的制备及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
10 曹振宇;模拟深海环境阴极保护初期钙镁沉积层的研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周建刚,刘中凡,王文双;汤生放电理论的简介[J];大连大学学报;2003年06期
2 胡传锦;于家珊;张祥龄;于学文;;国外电火花加工物理本质概述[J];电加工;1979年01期
3 吴明华;;电火花加工材料蚀除机理的新理论[J];电加工;1980年03期
4 沈洪;电火花加工技术发展的里程碑──电火花铣床[J];电加工;1995年04期
5 赵万生,王振龙,郭东明,赵福令,朱荻,黄因慧;国外特种加工技术的最新进展[J];电加工;1999年05期
6 李文卓,赵万生,王振龙,王刚;我国微小型电火花加工装置最新研究与进展[J];电加工与模具;2001年02期
7 索来春 ,赵万生 ,梁力平 ,聂东;混粉电火花加工极间介质击穿机理的研究[J];电加工与模具;2001年05期
8 周继烈,凌湛,徐建中;硬质合金电火花加工裂纹特性分析[J];电加工与模具;2003年06期
9 赵万生,李文卓,王振龙;高精度微细电火花加工系统的研制[J];电加工与模具;2004年01期
10 贾宝贤,王振龙,赵万生;用块电极轴向进给法电火花磨削微细轴[J];电加工与模具;2004年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 吕战竹;混粉电火花加工机理及应用研究[D];大连理工大学;2005年
2 崔景芝;微细电火花加工的基本规律及其仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
3 李刚;基于直线电机的微细电火花加工系统及其关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
4 王元刚;混粉电火花加工机理及关键技术研究[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王元刚;基于正交设计的混粉电火花加工技术仿真研究[D];大连理工大学;2005年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张玲瑄;高效微细电火花加工若干关键技术研究[D];大连理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 牛兴;双牛头电火花成型机床的动静态特性分析[D];广东工业大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 车承焕;;复合镀技术的发展和应用[J];材料保护;1991年09期
2 唐致远;郭鹤桐;宋全生;;电沉积金基复合镀层的研究[J];材料保护;1993年05期
3 徐滨士,马世宁,刘世参,张伟,张振学;表面工程的应用和再制造工程[J];材料保护;2000年01期
4 胡信国;孙福根;褚德威;;银-氢氧化高铈胶体复合电镀新工艺的研究[J];电镀与环保;1990年03期
5 白晓军;;复合镀层的历史及生成机理[J];电镀与环保;1993年02期
6 张爱玲,黄安;Ni-Al_2O_3复合电镀工艺[J];电镀与环保;1996年02期
7 吕益艳,王帮峰,吴安德,黄因慧;发展中的电铸技术[J];电加工与模具;2000年04期
8 叶裕中;金宗德;程佩珞;邱付琏;;Ag-MoS_2共沉积过程研究[J];电镀与精饰;1992年04期
9 叶裕中,秦德英,钱晓芳;Au-Al_2O_3共沉积过程及其镀层特性[J];电镀与精饰;1994年04期
10 谢自能;;贵金属颗粒覆合材料[J];贵金属;1990年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 邹国林;熔融沉积制造精度及快速模具制造技术的研究[D];大连理工大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱诚意,郭忠诚,刘中华,杨显万;Ni-W-P-SiC复合镀层与氮碳共渗复合强化的组织与结构研究[J];有色金属;1999年01期
2 张晓燕,张恒华;化学镀Ni-P-SiC复合镀层的组织性能[J];物理测试;1999年06期
3 董允,林晓娉,曲敬信,邵荷生;Ni-W-Co/SiC微粒复合材料的磨损规律和机理[J];机械工程学报;2000年07期
4 余新泉,沈承芬;化学沉积法制备Ni-P-SiC(C)复合镀层的研究[J];东南大学学报(自然科学版);2002年02期
5 侯峰岩,王为,刘家臣,郭鹤桐;ZrO_2纳米颗粒在Ni-ZrO_2复合镀层中的分散性对镀层结构及性能的影响[J];材料工程;2004年03期
6 武刚,李宁,周德瑞,仓知三夫;电沉积Co-Ni-Al_2O_3复合镀层微观结构及高温性能[J];复合材料学报;2004年02期
7 涂江平,邹同征,王浪云,陈卫祥,徐铸德,刘芙,张孝彬;镍基纳米碳管复合镀层的摩擦磨损性能[J];浙江大学学报(工学版);2004年07期
8 夏法锋,吴蒙华,李智,赵泉;超声-电沉积纳米Ni-TiN复合镀层及其表征[J];新技术新工艺;2004年11期
9 王立平,高燕,薛群基,刘惠文,徐洮;Ni-Co/纳米金刚石复合镀层抗磨损性能的研究[J];中国表面工程;2005年01期
10 ;减摩复合镀层[J];新技术新工艺;1983年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王为;郭鹤桐;;复合镀技术的最新进展[A];2006年上海电子电镀学术报告会资料汇编[C];2006年
2 杨防祖;黄令;郑雪清;钟晓慧;许书楷;周绍民;;非晶态Ni-W-B/ZrO_2复合镀层的电沉积、结构与性能[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
3 郭鹤桐;唐致远;;镍基自润滑减摩复合镀层的研究[A];天津市电镀工程学会第四次学术年会论文集[C];1983年
4 邹同征;夏正志;涂江平;赖得明;何丹农;余震;;化学共沉积Ni-P(IF-WS_2)复合镀层的制备及其摩擦磨损性能[A];第二届全国工业摩擦学大会暨第七届全国青年摩擦学学术会议会议论文集[C];2004年
5 郝建军;白亚楠;;Ni-纳米TiO_2复合镀层的制备及其光催化性能的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
6 郭鹤桐;王兆勇;舒钰;;金基复合镀层的形成机理[A];天津市电镀工程学会第四次学术年会论文集[C];1983年
7 朱节清;乐安全;;用X射线荧光法测量复合镀层的厚度[A];第五次核物理会议资料汇编(上册)[C];1982年
8 范云鹰;张英杰;杨显万;陈阵;章江洪;屠振密;;Zn-Fe-SiO_2复合镀层的制备工艺及其耐蚀性研究[A];2004年全国冶金物理化学学术会议专辑[C];2004年
9 陈玉梅;左正忠;杨磊;王池;;镍/纳米TiO_2复合镀层的耐腐蚀性能[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
10 王春亮;苏立民;吴玉道;李晋;;阴极电流密度对Ni-SiC复合镀层性能的影响[A];第五届全国表面工程学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 张永法;如何延长棉纺易损件使用寿命[N];中国纺织报;2008年
2 ;自主创新成就王者之尊[N];江苏科技报;2008年
3 本报记者 吴凡;自主研发 仪征双环成功匹配顶级客户[N];机电商报;2007年
4 本报记者 吴生锋通讯员 张敏 严朝霞;创新,铸就“双环”发展辉煌[N];扬州日报;2007年
5 ;知识产权管理为仪征双环增劲添力[N];江苏科技报;2007年
6 中冶连铸专家组;连续铸钢新技术问答[N];中国冶金报;2003年
7 季煜吕莹;活塞环为世界十多家著名汽车集团配套[N];扬州日报;2007年
8 文雨 亚会;新技术改变传统镀镍工艺[N];人民日报海外版;2003年
9 本报记者 吴凡;技术配套为仪征双环持续注入活力[N];机电商报;2008年
10 俞啸松;湖北省委领导考察中冶连铸板带涂镀技术[N];中国冶金报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马福秋;镍钛合金表面银基复合镀层的制备与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 胡佳;铝合金表面Ni-Co-P三元合金纳米化学复合镀层的制备与性能研究[D];重庆大学;2014年
3 胡斌梁;Ni-P复合镀层制备及其摩擦力学特性分析[D];湘潭大学;2013年
4 黄仲佳;包覆微粒润滑镀层的制备及性能研究[D];南京理工大学;2009年
5 周惠敏;镍钛齿科车针新型复合镀层的制备与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 范云鹰;电沉积Zn-Fe-SiO_2复合镀层工艺、机理及应用研究[D];昆明理工大学;2005年
7 张旻;电加工用Cu-ZrB_2复合镀层的制备及其电加工性能研究[D];大连理工大学;2006年
8 李卫红;自动电刷镀Ni-PTFE复合镀层特性及共沉积机制研究[D];上海交通大学;2008年
9 陈步明;新型节能阳极材料制备技术及电化学性能研究[D];昆明理工大学;2009年
10 邵光杰;Ni-P、(Ni-P)-SiC镀层的电沉积及其组织性能[D];燕山大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 范云鹰;电沉积Zn-Fe-SiO_2复合镀层的工艺及机理研究[D];昆明理工大学;2003年
2 王浪云;镍基纳米碳管复合镀层的摩擦磨损性能[D];浙江大学;2003年
3 郑华明;电沉积多元复合镀层制备工艺与组织性能的研究[D];合肥工业大学;2010年
4 梁平;电刷镀SiC/Ni-P复合镀层工艺及腐蚀性能研究[D];南京工业大学;2003年
5 王军丽;电沉积Ni-W-B系复合镀层的工艺及性能研究[D];昆明理工大学;2003年
6 于本方;镍基纳米SiC复合刷镀层的制备工艺研究[D];武汉理工大学;2005年
7 王博;Ni-P-PTFE复合镀层工艺及性能研究[D];西安理工大学;2010年
8 徐龙堂;电刷镀镍基含纳米粉复合镀层性能、结构和共沉积机理[D];北京工业大学;2000年
9 王莉萍;电沉积镍基/铜基纳米复合镀层制备、组织结构与性能研究[D];合肥工业大学;2005年
10 王健雄;碳纳米管的制备、纯化及其复合镀层研究[D];湖南大学;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026