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数控喷射电铸技术研究

吴安德  
【摘要】: 电铸是一种利用金属离子阴极电沉积原理制取产品的工艺技术,具有极高的制造精度。目前电铸技术存在着加工时间长,铸层均匀性差等缺点,严重制约着电铸技术的应用与发展;纳米金属具有特殊的力学和物理性能,但是纳米金属块体的制备有一定的难度,而且制备方法也不成熟,因此对纳米金属块体性能的研究有一定的难度;快速成型作为一种新型的加工方法,越来越受到重视,但现在的快速成型技术对制造金属零件有很大的难度,这也是制约快速成型技术快速发展的一个瓶颈。本文提出了一种新的电铸工艺方案——数控喷射电铸,不但能解决传统电铸的一些缺陷,而且可以制备纳米金属块体和金属零件,并通过理论分析和试验对该工艺进行了基础性研究。 本文在研制和开发数控喷射电铸机床的基础上,对数控喷射电铸进行了以下几个方面的研究并做出了一定的创新: 1)成功开发了数控喷射电铸机床。 2)本文建立并分析了数控喷射电铸的理论模型,为实验提供了理论指导。 3)本文从电铸电化学机理的角度探讨了导致电铸缺陷的主要原因和提高电铸品质的方法和原理,并以此为基础提出了数控喷射电铸。 4)对数控喷射电铸进行了前期试验研究。 5)成功地利用数控喷射电铸制备了具有良好力学性能的纳米铜,为纳米金属地制备提供了一个新的方法。 6)首次利用数控喷射电铸和传统电铸相结合制备了具有深沟槽的模具,完善了用电铸制备模具的工艺。 7)首次将数控喷射电铸和快速成型技术结合在一起,为纳米金属零件暨纳米金属块体的制备提供了一个崭新的方法。 8)首次用扫描电镜对电铸的每一层的枝状晶的生长过程进行了直观分析,并用分形理论解释了枝状晶地生长,为消除枝状晶提供了依据。


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