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明和超声波在金属镀层制备中的应用

编辑:东莞市大朗明和机械厂  时间:2016-10-13

    明和超声波条件下制备的镀层具有晶粒精细致密、硬度高、耐腐蚀性好和内应力小等优点,已经应用于镍、铜等单质金属镀层和合金镀层的制备,采用超声波可以提高生产效率,改善镀层表面质量,电镀电源优化镀层性能。


    王秀芝等分别在超声波和无超声波条件下制备镍镀层和复合电镀金刚石磨具,研究超声波对镍镀层性能和复合电镀金刚石磨具的影响,实验结果表明,电镀镍过程中引入超声波,可以提高镀层硬度,超声波P为200W时,硬度最大达到510HV;在超声波作用下,镍镀层的晶粒细小,镀层呈现压应力状态,镍镀层晶粒细化、加工硬化和存在压应力是超声波电镀镍层硬度提高的主要因素;超声波可以提高镀镍层对金刚石颗粒的包裹能力,提高金刚石磨具的加工性能。电解电源Vasudevan等在瓦特镀镍过程中引入f为22kHz、P为0~500W的超声波,研究其对镍镀层性能的影响,实验结果表明,采用超声波可以减少析氢从而提高了沉积速度和允许使用的电流密度,并且极大的提高阴极电流效率,降低镍镀层内应力,提高耐磨性能以及抗疲劳强度,显微硬度由350HV提高到450HV,所获得的镀层表面粗糙度由0.96μm降低到0.56μm。Jensen等研究了高频超声波强化镍离子沉积的机理,实验结果表明,瓦特型镀镍液中,采用频率为1MHz的超声波,三维沟槽底部和沟壁上镍镀层厚度均匀,超声射流和驻波对镍镀层形貌有显著的影响。


    利用台湾明和超声波电镀技术在AZ91D镁合金表面电镀铜,观察铜镀层表面质量,无超声波电镀所得铜镀层表面晶粒粗糙,结合力较差;而利用超声波电镀技术所得铜镀层表面晶粒均匀、平整,结合力强,耐蚀性较好;扫描电子显微(SEM)观察显示80W超声功率下得到的镀层表面比40W超声功率镀层表面平整。赵鹏等研究了超声波对泡沫铜结构及性能影响,施加功率为300W的超声波使铜层晶粒细化,组织致密,且表面粗糙度低,避免了电镀铜表面的结瘤现象,抗拉强度可提高2倍以上,可减少机械加工成型时的断裂现象。Hong等在有无超声波作用条件下,以钛合金为基体,比较在水溶液和有机溶液中制备铜镀层的性质,实验结果表明,超声波减少了铜层的内应力。Chen等在超声波条件下分别利用直流电流和脉冲电流在盲孔中电镀铜,实验结果表明,超声波电镀可以减少阴极表面附近液层的扩散层厚度,提高镀层质量。长宽比小于3∶1的盲孔,电镀中无论是否应用超声波,用脉冲电流即可获得完整镀层;长宽比大于3∶1的盲孔,采用超声波搅拌好于机械搅拌,可以提高阴极附近粒子浓度,有利于粒子的沉积,获得完整镀层。


    利用酸性氯化物镀液在低碳钢上镀锌的研究结果表明,超声波作用除了可以提高镀层的硬度外,还可显著增强低碳钢表面锌镀层的抗腐蚀性能,主要因为超声空化作用减少了镀层的孔隙率,使得锌镀层更加致密。


    Takashi等利用台湾明和超声波在铜基体上制备了铱镀层,测试镀层表面质量,实验结果表明,在镀液中加入5mmol/L的丙三醇,电镀过程中应用超声波频率为20kHz时制备的镀层比无超声波条件下制备镀层的表面裂纹少,内应力小,而且将阴极电流效率提高了10%。镀层无论是否使用丙三醇作为添加剂,超声波都可以减少镀层的内应力。


    超声波清洗设备作用下制备的锡-铈合金镀层光亮,呈银白色,结晶更均匀细致,以Sn(101)晶面为主,择优取向明显,无超声波作用下所得镀层以Sn(101)和Sn(112)晶面为主,择优取向较弱;超声波作用下所得锡-铈合金镀层的综合性能优良,结合力强,可焊性理想,尤其抗氧化性能和耐蚀性能更优于无超声波作用下所得的镀层;明和超声波加快电极过程超声波清洗机,优化镀液性能,提高了电沉积速率,有利于锡-铈合金共沉积的形成。超声波电镀Ni-Fe合金的研究结果表明,频率为24.8kHz超声波条件下制备的镀层中Fe含量明显高于37.9kHz条件下获得的镀层,但镀层的内应力增加,在镀液中加入糖精,可以减小内应力。高频开关电源研究还发现,超声波影响Ni-Co合金电沉积层机械性能和Co含量,随着超声波功率的增加,Ni-Co合金中钴含量减少,合金镀层的硬度显著增加,韧性也有所提高


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