[發(fā)明專利]一種液相等離子體強化納米復(fù)合鍍層裝置及其使用方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201110158748.0 | 申請日： | 2011-06-14 |
| 公開（公告）號： | CN102226289A | 公開（公告）日： | 2011-10-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳勁松;楊建明;喬斌 | 申請（專利權(quán)）人： | 淮海工學(xué)院 |
| 主分類號： | C25D5/00 | 分類號： | C25D5/00 |
| 代理公司： | 南京匯盛專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32238 | 代理人： | 陳揚 |
| 地址： | 222005 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 相等 離子 強化 納米 復(fù)合 鍍層 裝置 及其 使用方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種納米復(fù)合鍍層的裝置及其使用方法，具體地說是一種液相等離子體強化納米復(fù)合鍍層裝置及其使用方法。
背景技術(shù)
目前，基于納米材料的優(yōu)異特性和廣泛的應(yīng)用，納米復(fù)合鍍層的制備與表征已經(jīng)成為納米科技研究前沿和熱點之一。納米復(fù)合鍍層材料就是在金屬單質(zhì)或合金與各種不同用途的納米粒子通過電化學(xué)方法進行共沉積獲得的，總體來說，納米復(fù)合鍍層材料具有獲得具有特定性能的，可以滿足不同場合的應(yīng)用需求。目前國內(nèi)10余所科研單位從事納米復(fù)合鍍層的制備研究，例如朱荻科研團隊自2001年以后分別采用脈沖電源或直流槽鍍方式制備Ni-SiC、Ni-ZrO2、Ni-LaO3等納米復(fù)合鍍層。徐濱士院士采用電刷鍍工藝將SiO2、金剛石等納米顆粒沉積到主體金屬，研究發(fā)現(xiàn)該類復(fù)合材料也具有良好的耐磨性和耐腐蝕性等物理、化學(xué)性能，并已經(jīng)將其成功應(yīng)用到廢舊零部件（例如飛機發(fā)動機）的修復(fù)上，成為再制造領(lǐng)域不可缺少的手段之一。最近還有科研人員嘗試在電沉積過程中引入超聲波來輔助制造各類納米復(fù)合鍍層，結(jié)果發(fā)現(xiàn)超聲波的空化效應(yīng)能夠明顯提高復(fù)合鍍層的復(fù)合量，使得其綜合性能更加突出。對于上述的研究基本上是基于常規(guī)的電沉積原理進行的，存在最突出的問題復(fù)合鍍層與基體金屬之間屬于機械結(jié)合，結(jié)合強度較低，這對于復(fù)合鍍層的進一步應(yīng)用影響巨大。
為了能夠提高復(fù)合鍍層的結(jié)合強度，研究人員也提出了很多方法，目前最常見的方法是采用高強度的激光對復(fù)合鍍層進行熔覆處理。控制激光工藝參數(shù)，利用激光快速加熱快速冷卻的特點，將鍍層結(jié)合處的材料熔化，滲透，并產(chǎn)生重結(jié)晶，使得兩者的結(jié)合由單純的機械結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)橐苯鸾Y(jié)合，提高了鍍層的結(jié)合強度。此外經(jīng)過激光處理后還能夠進一步提高鍍層的顯微硬度。但是激光熔覆工藝也具有如下明顯的缺點：工藝參數(shù)難以控制、重復(fù)性較差，成本高昂、耗能嚴重等。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種液相等離子體強化納米復(fù)合鍍層裝置及其使用方法，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，實用性強。采用該裝置進行液相等離子體強化納米復(fù)合鍍層，液相等離子體在電解液體系中自組織原位生成，強化過程在常溫下進行，工藝簡單、操作方便，解決了當(dāng)前復(fù)合鍍層制備出現(xiàn)的結(jié)合強度低的缺陷。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：
一種液相等離子體強化納米復(fù)合鍍層裝置，其特征在于：該裝置包括攪拌器、溫控儀、電解液槽、加熱器、磁力泵、過濾機?、流量調(diào)節(jié)閥、陰極、高壓直流電源、陽極和強化室，攪拌器、溫控儀和加熱器設(shè)置在電解液槽內(nèi)；磁力泵的一端與電解液槽連接，另一端通過過濾機與強化室連接；在過濾機與強化室間設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥；強化室底部的回流口與電解液槽連接；與高壓直流電源連接的陰極和陽極設(shè)置在強化室內(nèi)。
本發(fā)明在強化室的底部出口與過濾機間設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計。
一種液相等離子體強化納米復(fù)合鍍層裝置的使用方法，該方法具體步驟如下：
1）通過攪拌器將電解液槽內(nèi)的電解液混合均，通過溫控儀和加熱器對電解液加熱并控制在設(shè)定溫度；設(shè)定溫度可以是40~45℃，電解液溫度保持在40~45℃；
2）通過磁力泵和過濾器將電解液槽內(nèi)的電解液抽送到強化室；
3）采用待鍍件為陰極，不銹鋼為陽極，將陰極和陽極與高壓直流電源連接；電解液通過強化室底部的回流口回流到電解液槽中，完成電解液循環(huán)過程；
4）打開高壓直流電源，施加電壓超過300V，在陰極待鍍件表面產(chǎn)生淺藍色的弧光，經(jīng)過3-7min后，在陰極待鍍件鍍層表面形成放電微坑，得到明顯致密的鍍層。
本發(fā)明中，電解液成分為：甲酰胺(HCONH2)?：10~20?g/L，KCl：5~10?g/L，其余為水。
本發(fā)明液相等離子體強化工藝原理如圖1所示，高壓直流電源提供液相等離子體所需要的擊穿電壓，納米復(fù)合鍍層作為陰極接直流電源的負極，陽極接電源的正極。磁力泵、過濾機?、流量調(diào)節(jié)閥、轉(zhuǎn)子流量計負責(zé)將電解液槽中的電解液以一定的流量抽送到強化室中。
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