不溶性阳极电铸基础研究与机床设计

摘要

电铸是以电沉积原理为基础的精密特种加工技术，利用金属离子在阴极表面沉积，从而可以加工出精密零件，主要用于制备传统工艺难以加工的金属零件。
　　目前的电铸设备通常将电铸芯模和阳极通过挂具与钛篮等悬挂在电铸槽中电铸，这种槽式电铸不能满足阴极平动要求，并且安装难保证精确定位，针对大型回转结构件需要设计专用的电铸设备。在电铸过程中，采用不溶性阳极可以保证阳极几何尺寸一直保持不变，维持阴极表面电流分布，但主盐溶液中金属离子被大量消耗，设计离子补充装置维持电铸液离子浓度稳定。
　　完成的主要工作如下：
　　1、进行不溶性阳极电铸镍试验研究，研究溶液中镍离子浓度变化及其对电铸镍的影响。研究表明：采用不溶性阳极电铸镍，溶液中镍离子浓度持续降低，电铸电流效率随镍离子浓度的降低而降低。在电流密度4 A/dm2、8 A/dm2、12 A/dm2条件下，经过12小时电铸镍试验过程后，镍离子浓度分别降低了19％、33.6%、54.2%，电流效率降至59.2%、51%、35.9%。在8A/dm2、12A/dm2电流密度下，镍离子浓度降低，镍层晶粒得到细化，显微硬度分别增大了26.5%、18.6%。
　　2、针对使用不溶性阳极电铸过程中溶液中金属离子浓度不断降低的问题，采用离子交换膜技术，设计一种新型的离子补充装置，用以补充溶液中损失的金属离子。研究表明：可以实现不溶性阳极电铸镍中消耗离子的补充。
　　3、根据大型回转结构件本身结构特点，设计了一套针对大型回转结构件的电铸设备。整台设备包括前处理装置、储液槽、电铸主槽、机械运动系统和电铸液循环过滤系统等部分。

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注释表

第一章 绪论

1.1电铸技术概论

1.2电铸技术的发展及现状

1.3电铸阳极概述及应用

1.4 电铸工艺设备的研究与应用

1.5课题的研究意义及主要内容

第二章 电铸技术的基本理论

2.1电铸技术基本原理

2.2 电铸镍工艺概述

2.3电铸中阳极过程

2.4 本章总结

第三章 不溶性阳极电铸镍的试验研究

3.1试验过程

3.2 检测方法

3.3 试验结果与分析

3.4本章小结

第四章 离子补充基础试验研究

4.1离子交换膜概述及其应用

4.2离子补充装置模型简介

4.3阴离子膜性能试验

4.4离子补充装置的设计

4.5验证试验

4.6本章小结

第五章 大型回转结构件电铸机床设计

5.1电铸机床的特点分析

5.2电铸机床总体设计

5.3电铸机床的布局设计

5.4电铸机床主要参数与技术标准

5.5电铸机床主要部件的结构设计

5.6电铸液循环系统结构设计

5.7电铸机床整体三维造型图

5.8电铸机床部件实景图片

5.9本章小结

第六章 总结和展望

6.1本文的工作总结

6.2后续研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文