超声电沉积Cu-SiC复合电极的实验研究

摘要

随着电火花加工技术的发展,研究开发其它可行的工具电极制备方法就变得非常重要和迫切。在面向高深宽比、形状复杂三维微结构或微器件加工的微细电火花加工的工具电极的制备,电铸往往是主要甚至是唯一的工艺手段。由于铜具有优异的导电、导热性能、耐腐蚀性以及良好的成型加工性能，它是电火花加工最常用的工具电极材料之一,但是电铸Cu有时不能满足加工要求。为了改善对这一问题，本文利用超声复合电铸来制备工具电极，以提高工具电极的抗电蚀性能。
　　本论文研究内容和结论如下：
　　1.根据硫酸盐镀铜的理论，制定了制备Cu-SiC复合电铸层的实验方案，拟定了配方成分、工艺参数及工艺过程。研究分析了SiC微粒添加量及微粒粒径大小、电流密度以及镀液温度等工艺条件对SiC微粒与基体铜共沉积的影响规律；同时研究它们对Cu-SiC复合电铸层的显微组织和表面形貌的影响。综合考虑铸层的质量、性能以及组成成分等因素，确定了最佳参数。
　　2.在复合电铸Cu-SiC基础上，添加超声波，进行超声复合电铸。研究分析超声波对复合电铸层表面形貌、显微组织、显微硬度和耐蚀性的影响。实验证明：超声电铸制备的Cu-SiC复合电铸层组织更致密均匀，表面更加平整，晶粒更加细小；SiC微粒更能均匀的分布在镀层中，并且无明显的团聚现象；其显微硬度和耐蚀性都有所提高。
　　3.进行电火花加工实验，根据实验数据，分别从工件材料去除率、电极的相对损耗、工件电极的表面粗糙度和表面质量分析对比了各类电铸电极的抗电蚀性能。实验结果表明超声电铸Cu-SiC复合电极材料具有较好的抗电蚀性能。
　　论文研究结果表明，利用超声电铸制备Cu-SiC复合材料电极的方法是可行的，并且所制备的电极材料具有良好的电加工性能。

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第一章 绪论

1.1课题的意义和来源

1.2复合电沉积技术

1.3 电火花加工工具电极的研究

1.4 课题研究的内容

第二章 电铸Cu-SiC复合镀层实验研究方法

2.1 工艺路线

2.2 Cu-SiC复合镀层的制备

2.3 组织结构特征和性能测试

2.4 本章小结

第三章 Cu-SiC复合电铸工艺及微观组织结构

3.1 镀液中微粒的粒径及添加量的影响

3.2 电流密度的影响

3.3 镀液温度的影响

3.4 Cu-SiC 复合镀层的表面形貌

3.5 Cu-SiC复合镀层的显微组织

3.6 本章小结

第四章 超声电铸Cu-SiC复合镀层的电铸工艺

4.1 超声电铸

4.2 超声电铸Cu-SiC复合镀层

4.3 实验结果与分析

4.4 本章小结

第五章 Cu-SiC复合材料电极的电火花试验研究

5.1电火花电极的加工试验

5.2电火花加工试验结果与分析

5.3 Cu-SiC复合电铸层的电蚀机理

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 不足和展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士期间发表的学术论文