畢業(yè)設(shè)計(jì)---激光輔助電沉積工藝裝置設(shè)計(jì)

1、<p>　　激光輔助電沉積工藝裝置設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　電沉積技術(shù)是提高機(jī)件表面耐磨性和耐蝕性的重要途徑，Ni基合金及復(fù)合鍍層兼有耐磨和耐蝕性能，是用于解決化工、石油、電力等部門機(jī)械設(shè)備腐蝕磨損問題的可選材料。復(fù)合鍍層是近年來電沉積領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向，但常規(guī)電沉積復(fù)合鍍層由于第二硬質(zhì)相的加入，增加了材料的組織不

2、均勻性，在提高鍍層耐磨性的同時(shí)降低了其耐蝕性能，限制了復(fù)合鍍層的應(yīng)用范圍。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要介紹了一般的電沉積過程中加入了激光輻射，利用激光的熱效應(yīng)和激光本身的光效應(yīng)提高鍍層質(zhì)量，達(dá)到增加試樣耐腐蝕耐磨損性能的目的。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和激光器的選擇。在機(jī)械裝置設(shè)計(jì)中，機(jī)架起著支撐作用；電動機(jī)是動力來源；卡盤和頂尖保證了試

3、樣的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；螺桿機(jī)構(gòu)是在試樣的直徑不同時(shí)，調(diào)節(jié)鍍筆與試樣間的距離；攪拌系統(tǒng)使鍍液中的顆粒懸浮；聯(lián)軸器和軸承等機(jī)械零件保證了運(yùn)動的連續(xù)性和靈活性。在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的情況和目的，對液壓缸、液壓泵、溢流閥、過濾器的型號進(jìn)行了相應(yīng)的選擇和合理的布局。同時(shí)，通過對不同種類激光器的比較和實(shí)驗(yàn)工藝裝置條件的分析，選擇了二氧化碳激光器。</p><p>　　總體而言，本設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單且易于操作。</p&g

4、t;<p>　　關(guān)鍵詞：電沉積，激光輔助，工藝裝置，鍍層</p><p>　　DESIGN OF LASER AIDING ELCTRODEPOSITION PROCESS INSTALLMENT</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Electrodeposition is an import

5、ant approach to enhance wear and corrosion resistance and fine corrosion resistance can be used as a solution to the erosion problem in chemical industry, petroleum, electric power ets departments. Composite coating

6、s is a key aspectduring the development of electrodeposition. but in general, the adding of second hard phase lead to decreasedas a cost of increase of wear resistance, which limit composite coatings'application exte

7、nsion.</p><p>　　This design mainly introduced in the general galvanic deposit process has joined the laser radiation, the use laser thermal reaction and the laser itself photoeffect enhancement coating quali

8、ty, achieves the increase test specimen anti-corrosive wearability performance the goal.</p><p>　　This design primary coverage is the mechanism design, the hydraulic system design and the laser choice. In th

9、e mechanism design, the rack is playing the support role; The electric motor is the power origin; The chuck and the apex have guaranteed the test specimen normal work; The screw rod organization is when the test specimen

10、 diameter different, the adjustment plates distance between the pen and the test specimen; The agitation system causes to plate in the fluid the pellet aerosol; The shaft </p><p>　　Overall, this design basic

11、 realization structure simple also easy to operate.</p><p>　　KEY WORDS：Electrodeposition, laser aiding, technological set-up, coating</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b&g

12、t;　　前言1</b></p><p><b>　　第一章 緒論3</b></p><p>　　§1.1 電刷鍍3</p><p>　　§1.1.1 電刷鍍技術(shù)的原理及特點(diǎn)3</p><p>　　§1.1.2.鍍層的形成及結(jié)構(gòu)4</p><p&g

13、t;　　§1.1.3．電刷鍍技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用5</p><p>　　§1.2 激光強(qiáng)化電沉積機(jī)理7</p><p>　　§1.3 激光輔助電沉積7</p><p>　　§1.3.1 普通電刷鍍技術(shù)的局限性7</p><p>　　§1.3.2 激光電沉積技術(shù)的特點(diǎn)與應(yīng)用前景9

14、</p><p>　　第二章 裝置的方案設(shè)計(jì)12</p><p>　　§2.1 激光輔助電沉積系統(tǒng)組成12</p><p>　　§2.2 激光輔助電沉積裝置12</p><p>　　第三章 機(jī)械裝置的總體設(shè)計(jì)14</p><p>　　§3.1 運(yùn)動方案14</p&g

15、t;<p>　　§3.2 機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)14</p><p>　　§3.2.1 電動機(jī)的選擇14</p><p>　　§3.2.2 螺桿座滑動系統(tǒng)15</p><p>　　§3.2.3 攪拌系統(tǒng)16</p><p>　　§3.3 激光器的選擇16</p&g

16、t;<p>　　§3.3.1 激光加工設(shè)備的組成16</p><p>　　§3.3.2 激光器的分類和選擇17</p><p>　　§3.4 液壓系統(tǒng)零件的選擇17</p><p>　　§3.4.1 液壓泵17</p><p>　　§3.4.2 液壓缸18</

17、p><p>　　§3.4.3 溢流閥18</p><p>　　§3.4.4 過濾器18</p><p>　　第四章 結(jié)論20 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p>

18、;<p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。對各種材料的性能要求越來越高，有時(shí)單一的技術(shù)手段己無法滿足現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)對材料制備和材料性能的要求，因此，在材料的制備過程中，將兩種或多種制備手段組合取長補(bǔ)短是目前材料制備發(fā)展的一個(gè)新方向。激光是本世紀(jì)60年代出現(xiàn)的重大科學(xué)技術(shù)成就之一，激光束的英文名字是Laser Beam，而lase:是li

19、ght amplification by sitmulated emission of radiation的簡稱。其含義是受激發(fā)射的光放大。激光具有能量密度高、易于傳輸、作用時(shí)間短等特點(diǎn)，幾乎被各類表面技術(shù)所采用。</p><p>　　用激光對材料進(jìn)行輻射時(shí)，其光能會被材料表面吸收，并轉(zhuǎn)化為熱能。激光束對材料的作用特點(diǎn)如下：以束流的形式作用在金屬表面，屬非接觸式作用，沒有機(jī)械應(yīng)力作用，由于激光的加熱和冷卻速度都很

20、快。作用層較淺，熱應(yīng)力極小，因此工件變形小;可使材料表面的溫度瞬時(shí)上升至相變點(diǎn)、</p><p>　　熔點(diǎn)甚至沸點(diǎn)以上，并產(chǎn)生一系列的物理或化學(xué)的現(xiàn)象:激光束加熱面積可根據(jù)需要任意選擇，可控性好。近十年，激光技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速，在汽車、冶金、紡織、機(jī)械、電力、電子等工業(yè)中己獲得成功應(yīng)用。</p><p>　　激光鍍技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高的沉積速度和更佳的鍍層與基體的結(jié)合狀態(tài)，因?yàn)楫?dāng)激光照射電

21、沉積過程中的陰極即被鍍J幾件時(shí)，陰極吸收激光能量的結(jié)果使得金屬和鍍液界面的溫度局部增加從而產(chǎn)生如下二種主要效應(yīng)： (1)溫度升高，電荷轉(zhuǎn)移速度增加；(2)吸收了能量的金屬離子在陰極放電變?yōu)樵璮的速率增加：(3)熱梯度鍍液出現(xiàn)強(qiáng)烈的微攪拌，高功率的激光還使鍍液局部沸騰，明顯提高傳質(zhì)速度，從而提高了沉積速度。因此在電沉積過程中加入激光可使電子轉(zhuǎn)移加快，反應(yīng)的活化能降低，過電位減小，沉積速度提高，沉積物更加規(guī)則和致密，顆粒和枝晶變小，鍍層的致

22、密度和光潔度得到提高;同時(shí)，由于激光的熱效應(yīng)，可使基體的表面與鍍層發(fā)生熔合，鍍層與基體的結(jié)合力大大提高。可見將激光技術(shù)與電沉積技術(shù)相結(jié)合，能在很大程度上解決常規(guī)電刷鍍技術(shù)現(xiàn)存的問題，激光鍍技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高沉積速度和產(chǎn)生高的結(jié)合強(qiáng)度.得到較厚的鍍層因而可大大提高電沉積的工作效率，提高鍍層與基體的結(jié)合強(qiáng).度，使鍍層能在更廣泛或更為苛刻的工況條件卜得以應(yīng)用，激光技術(shù)給電沉積技術(shù)注入了新的生命力，必將給電沉積技術(shù)帶來更大的發(fā)展前景。</p&g

23、t;<p>　　通過大量的實(shí)驗(yàn)和理論探索，發(fā)現(xiàn)在激光的強(qiáng)化作用下，鍍液沉積速度大大加快，所制備的鍍層粗糙度減小，其內(nèi)部晶粒尺寸變小，致密度增加，而且能提高鍍液中納微米粒子的沉積速度并改善其分布狀態(tài)，大大提高改善粒子的作用。</p><p>　　激光輔助電沉積技術(shù)主要有以下特點(diǎn)：</p><p>　　1） 沉積速度高?？色@得超過常規(guī)電鍍上千倍的鍍速，結(jié)合溶液噴射時(shí)，鍍金速度可達(dá)

24、30um/s以上；</p><p>　　2） 沉積時(shí)高度的區(qū)域選擇性。沉積金屬線條寬度可達(dá)1-2um，能實(shí)現(xiàn)微區(qū)域局部鍍覆和零件的精確修復(fù)；</p><p>　　3） 鍍層與基體有一定的相互擴(kuò)散，提高了結(jié)合力?；w與鍍層之間有一層“互融層”，此“互融層”使鍍層與基體的結(jié)合力增強(qiáng)。產(chǎn)生此過渡層的原因是激光的照射使得鍍層與基體表面之間的相互擴(kuò)散所致。</p><p>　

25、　另外，激光照射使得電沉積的金屬晶粒聚集直徑變小，從而使鍍層更加致密，鍍層的質(zhì)量有所提高；</p><p>　　1）對鍍層晶核生長有一定的取向性。</p><p>　　2)易于現(xiàn)代信息技術(shù)，控制技術(shù)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)沉積過程的自動化。如通過計(jì)算機(jī)來控制激光束的掃描軌跡可以精確地鍍出預(yù)期的各種線路圖形；</p><p>　　3）可在常溫下工作，條件溫合，工藝簡化，節(jié)約大量貴

26、金屬。</p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p><b>　　§1.1 電刷鍍</b></p><p>　　§1.1.1 電刷鍍技術(shù)的原理及特點(diǎn)</p><p>　　電刷鍍技術(shù)是金屬表面工程的重要技術(shù)之一，屬于表面涂覆技術(shù)，在金屬材料的表面防護(hù)、表面

27、強(qiáng)化、改善材料表面性能以滿足某些特殊要求、加工超差零件和磨損報(bào)廢零件的修復(fù)、金屬與非金屬的表面裝飾等方面，電刷鍍技術(shù)起著極為重要的作用。它是以專用直流電源為能源，通過浸有鍍液的鍍筆在被鍍?nèi)始砻娴南鄬\(yùn)動，使鍍液中的金屬離子在被鍍廠件表面放電結(jié)晶形成所需鍍層的工藝，其基本原理示意圖如圖1.1所示，在刷鍍過程中，鍍筆接電源止極，作為刷鍍時(shí)的陽極;被鍍工件接電源的負(fù)極作刷鍍時(shí)的陰極:鍍筆前端采用高純細(xì)石墨塊作陽極材料，墨塊外面包裹上棉花和耐

28、磨的滌棉套以便儲存鍍液，防止陽極與}件直接接觸而產(chǎn)生電弧，提高鍍筆連續(xù)工作時(shí)間。當(dāng)浸滿鍍液的鍍筆以一定的相對運(yùn)動速度和適當(dāng)?shù)膲毫υ凇布砻嫔弦苿訒r(shí)，鍍筆與工件的接觸部位由于電場力的作用，鍍液中的金屬離子擴(kuò)散到工件表面，在表面獲得電子后還原成金屬原子，這些金屬原子沉積結(jié)晶就形成了鍍層。</p><p>　　圖1.1 電刷鍍原理示意圖電刷鍍技術(shù)的基本原理可以用下式表示:</p><p><

29、;b>　　+ne——→</b></p><p>　　式中——金屬正離子；n——該金屬的化合價(jià)數(shù)； e——電子；</p><p><b>　　——金屬原子。</b></p><p>　　電刷鍍層的形成從本質(zhì)上講和槽鍍相同，但它又具有許多不同于槽鍍的特點(diǎn):</p><p>　　1）、設(shè)備簡單，便于攜帶，操

30、作靈活方便;</p><p>　　2）、電刷鍍時(shí)，鍍筆與工件始終保持一定的相對運(yùn)動速度，鍍層的形成是一個(gè)斷續(xù)結(jié)晶過程，鍍液中的金屬離子只在鍍筆與工件接觸部位放電、還原結(jié)晶，鍍筆的移動限制了晶粒的長大和排列，使鍍層存在的大量的超細(xì)晶粒和密度極高的位錯，促使鍍層強(qiáng)化;</p><p>　　3）、使用比槽鍍大幾倍到幾十倍的電流密度，仍然得到均勻致密、結(jié)合良好的鍍層，鍍積速度也隨之可比槽鍍快5-5

31、0倍</p><p>　　4）、刷鍍?nèi)芤捍蠖鄶?shù)是金屬有機(jī)絡(luò)合物水溶液，金屬離子含量高，且鍍液的穩(wěn)定性能好、對環(huán)境污染小。配有專用除油和銹的電解溶液，表面預(yù)處理效果好，鍍層質(zhì)量高，結(jié)合強(qiáng)度大。</p><p>　　5）、鍍液種類多，應(yīng)用范圍廣。目前已有一百多種不同用途的鍍液，適用于各個(gè)行業(yè)不同的需要。因此電刷鍍技術(shù)己廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、艦船、機(jī)車、機(jī)床、模具、印刷機(jī)械和采礦機(jī)械的修復(fù)并發(fā)揮出了突

32、出的實(shí)用價(jià)值。</p><p>　　§1.1.2.鍍層的形成及結(jié)構(gòu)</p><p>　　金屬離子在陰極上還原成金屬原子，形成鍍層由下列步驟組成:</p><p>　　(]) 離子或他們的絡(luò)離子向陰極表面或附近遷移。</p><p>　　(2) 金屬離子在陰極上脫水并與陰極上的電子反應(yīng)，變?yōu)橹行再|(zhì)點(diǎn)(分子或原子)</p>

33、<p>　　(3) 原子在晶格中分配排列，即晶核的生成長大。</p><p>　　金屬離子在陰極表面放電變?yōu)橹行再|(zhì)點(diǎn)后，并不直接進(jìn)入晶格，而是沿著晶體表面進(jìn)行著不規(guī)則的熱運(yùn)動。在運(yùn)動過程中可能遇到許多相同的質(zhì)點(diǎn)，這些質(zhì)點(diǎn)便聚集形成晶核沉積在陰極表面。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)聚集尺寸小于某一臨界值時(shí)，將是不穩(wěn)定的，會自動分解恢復(fù)原來的狀態(tài);當(dāng)質(zhì)點(diǎn)聚集尺寸大于某一臨界值時(shí)，則晶粒就可繼續(xù)長大成為晶粒，各晶粒相互連接長成一片

34、，便形成了鍍層。在電沉積無機(jī)硬質(zhì)顆粒增強(qiáng)復(fù)合鍍層過程時(shí)，意大利N.Gugliemi提出了無機(jī)顆粒共沉積理論，他認(rèn)為懸浮于鍍液中的非導(dǎo)電顆粒通過兩個(gè)連續(xù)的吸附步驟發(fā)生共沉積，在第一步中，顆粒被帶電粒子及溶劑所包覆，在陰極的緊密層外側(cè)形成弱吸附，這一吸附過程是可逆的，其實(shí)質(zhì)是一種物理吸附;第二步中，在界面電場的作用下，顆粒的表面層被脫去，顆粒的一部分進(jìn)入緊密層與電極接觸，形成依賴于電場的強(qiáng)吸附，這一過程不可逆，其實(shí)質(zhì)是化學(xué)吸附，繼而強(qiáng)吸附的

35、顆粒被生長的金屬或合金所掩埋。最終形成復(fù)合鍍層。</p><p>　　§1.1.3．電刷鍍技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用</p><p>　　電刷鍍技術(shù)的雛形在電鍍歷史上很早就出現(xiàn)過，最早可追溯到1899年，當(dāng)時(shí)人們?yōu)檠a(bǔ)救電鍍過程的次品而用一塊布和棉團(tuán)包裹陽極.吸滿槽鍍?nèi)芤海谧鳛殛帢O的待修工件上擦抹，使工件得以修復(fù)。因?yàn)楫?dāng)時(shí)情況下，電鍍所用的陽極是用布和棉花包裹的，故人們稱之為“棉塞團(tuán)電鍍(

36、Tampon plating).當(dāng)時(shí)只是有槽電鍍技術(shù)的一種補(bǔ)充，尚未形成一種獨(dú)立的專門技術(shù)。經(jīng)過人約四十年后才在法國巴黎出現(xiàn)了用鍍筆進(jìn)行刷鍍的技術(shù)。歐洲從1947年開始大量應(yīng)用這一技術(shù)，北美則是從1954年才開始研究應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)。隨后的十年里，一些電刷鍍的專用工具和專用鍍液在法國、美國和英國相繼取得了專利。如美國于1965年出‘`Selectron process"，法國于1965年出現(xiàn)了“Dalic process"

37、;。接著。英國、瑞卡、前蘇聯(lián)、日本先后發(fā)展了這一技術(shù)171。自從1979年春我國開始由美國塞萊創(chuàng)公司引進(jìn)刷鍍技術(shù)以來，國家經(jīng)委曾決定該項(xiàng)技術(shù)為“六五”計(jì)劃期間的重點(diǎn)推廣項(xiàng)目之一，并繼續(xù)列為“七五”計(jì)劃期間國家重點(diǎn)推廣項(xiàng)目之一。電刷鍍技術(shù)在人量的應(yīng)用推廣過程中，已獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，該項(xiàng)成果于1984年11月被授予國家級科學(xué)</p><p>　　現(xiàn)代科學(xué)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對材料表面性能提出了多種多樣的要求，僅靠單

38、一金屬鍍層已不能滿足各種特殊表面性能的要求。因此，近年來各種合金電沉積的研究和應(yīng)用日益為人們所重視，成為非?；钴S的領(lǐng)域。關(guān)于介紹合金電鍍的著作，較早的有A.Brenne:的合金的電沉積.總結(jié)了1960年以前的研究成果。之后，Akrohn發(fā)表文章概括了直至1970年。R.D.Srirastava等的文章收集了直至1974年發(fā)表的關(guān)于一元合金的文獻(xiàn)。此外，還有V.A.Vekin""1, P.M.Vyacheslavov&

39、#39;"1, F.A.Lowemheim""等、E.Raub以及倉知三夫等的著作和總結(jié)性文章。由于合金鍍層具有單金屬所沒有的某些性能，近年來已開展廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的各種領(lǐng)域，包括電子器件、計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、航空、汽車、機(jī)械等各個(gè)部門。合金鍍層主要分為:(1)裝飾和防護(hù)性合金鍍層，主要有Cu-Sn鍍層、Sn-Ni Zn-Ni鍍層、Ni-Fe鍍層及近年來研究開發(fā)的Ni-P非晶態(tài)組織鍍層:(2)磁性

40、合金鍍層，主要為Ni-Fe</p><p>　　系和Ni-Co系鍍層;(3)電子和電器元件用合金鍍層，以Pb-Sn和Pb-Ni合金鍍層為主:(4)耐磨和減摩合金鍍層，主要有Ni-Co. Ni-W, Ni-W-Co, Ni-P等合金鍍層，其中，由于Ni-W-C。合金沉積速度快，鍍層內(nèi)應(yīng)力小，可獲得硬度高的較厚鍍層而廣泛用于要求高耐磨性的場合，并有取代Ni-Co, Ni-W合金之勢。</p><p

41、>　　近年來，為進(jìn)一步提高鍍層的性能，電鍍技術(shù)由二元合金、三元合金發(fā)展到電鍍復(fù)合材料。電沉積復(fù)合材料系用在常規(guī)的鍍液中懸浮粉末狀第二相物質(zhì)而得到的，在整個(gè)電沉積過程中以攪拌的方法使顆粒處于懸浮狀態(tài)。復(fù)合鍍層具有較好的綜合性能.是目前電沉積發(fā)展的重要方向。自1949年美國A.Simos獲得第一個(gè)復(fù)合鍍專利以來復(fù)合鍍已有了很大發(fā)展，復(fù)合第二相從無機(jī)物發(fā)展到有機(jī)物，基質(zhì)由單質(zhì)金屬發(fā)展到多元合金，復(fù)合鍍工藝手段和方法也得到不斷完善。<

42、;/p><p>　　1985年4月17-19日英國金屬涂覆學(xué)會舉辦的60周年紀(jì)念會上。Foster等人提出了引人注日的“微粒共沉積的多元合金鍍層’，11"lo C.A.Addisonl"', R.Narayan""1, M.Thoma 1"1及E. CledwardlN"等人分別制取了Ni基、C?；?、Fe基、Cu基與A1203. WC, SiC, C

43、rz03等微粒復(fù)合的鍍層。Raj, Narayan"，總結(jié)了近年來復(fù)合電沉積的研究工作，指出:當(dāng)硬質(zhì)微粒彌散于硬而耐磨的基質(zhì)中時(shí)可以獲得最大的耐磨性能，Ni-SiC復(fù)合鍍層的顯微硬度比純Ni鍍層高1.5-2倍并且隨著復(fù)合鍍層中Al含量的增加而增大，同時(shí)AI203微粒的存在可提高鍍層的屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度。近年來國外大力發(fā)展高硬度高強(qiáng)度作基質(zhì)金屬的復(fù)合鍍層，在美國、西德、日本等國用電沉積Ni-SiC復(fù)合鍍層或化學(xué)鍍Ni-P-SiC

44、. Ni-BN復(fù)合鍍層的鋁合金汽缸每年達(dá)400萬臺。復(fù)合電鍍和復(fù)合刷鍍技術(shù)在國內(nèi)起步較晚，1992年，張賢華、劉家俊在《Wear》上報(bào)道了他們電刷鍍Ni-P-MOS2減摩復(fù)合材料的研究成果。 1993年，吳玉程采用電刷鍍技術(shù)制取了Al2O</p><p>　　§1.2 激光強(qiáng)化電沉積機(jī)理</p><p>　　激光是20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的重大科學(xué)技術(shù)之一，被譽(yù)為“萬能之加工工具”

45、，“未來制造系統(tǒng)的共同加工手段”，具有能量密度高，易于傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，幾乎被各類表面技術(shù)所應(yīng)用。目前，將激光技術(shù)與表面技術(shù)互相結(jié)合而發(fā)展起來的一系列新的表面工程技術(shù)正日益顯示出其獨(dú)特性和巨大的潛力。</p><p>　　§1.3 激光輔助電沉積</p><p>　　§1.3.1 普通電刷鍍技術(shù)的局限性</p><p>　　雖然電刷鍍技術(shù)己廣泛應(yīng)用

46、于機(jī)械、電子、航空、化一I等行業(yè)產(chǎn)品的修復(fù)、防護(hù)和裝飾等方面，但電鍍技術(shù)與其它一些表面技術(shù)相比，有著一定的局限性:刷鍍技術(shù)制備的鍍層其厚度相對較薄、內(nèi)應(yīng)力力沉積速度相對較慢，工作效率低;鍍層與基體的結(jié)合強(qiáng)度有時(shí)不能滿足機(jī)件的工作要求等。</p><p>　　(1)在鍍層的形成過程中，霍爾(Hoar)和阿諾密斯(Arrowsmith)認(rèn)為在金屬的電沉積過程中，處在表面的原子總是處于不平衡狀態(tài)，沉積層表面存在著張應(yīng)力

47、，這種表面張應(yīng)力只能延伸到鍍層表面2A的深度，這種表面張力就會由原表面層傳遞給新沉積的一層，使原表面達(dá)到平衡。當(dāng)沉積速度很高時(shí)，這種新的平衡來不及建立，使得部分表面張力被“凍結(jié)”而固定，表面上形成了空位，隨著厚度的增加，形成了垂直于基體表面的空穴線，這種現(xiàn)象導(dǎo)致位錯的產(chǎn)生，并且位錯邊緣沿空穴取向，于是鍍層呈現(xiàn)張應(yīng)力，隨著鍍層厚度的加大，應(yīng)力積累增大，導(dǎo)致鍍層內(nèi)部微裂紋的產(chǎn)生。所以通常情況下刷鍍層都比較薄，一般小于0.30mm</p

48、><p>　　(2)沉積速度較慢，對于特定的鍍液，只能在一定的溫度、電壓范圍內(nèi)進(jìn)行沉積。刷鍍電壓是電刷鍍過程中一項(xiàng)重要的工藝參數(shù)，它在很大程度上影響著鍍液的沉積速度，當(dāng)刷鍍電壓選擇偏高時(shí)，相應(yīng)的刷鍍電流偏高，陽極與刷鍍表面之間發(fā)生的熱量增大，容易造成鍍層表面干燥。在這種情況下刷鍍，鍍液浪費(fèi)大，陽極燒損嚴(yán)重，包裹材料與石墨陽極的界面處會出現(xiàn)較多的陽極泥，形成硬殼罩在陽極的外表，影響石墨陽極的導(dǎo)電性，電效率低，沉積的鍍層

49、粗糙發(fā)黑，可能會過熱脫落。當(dāng)刷鍍電壓偏小時(shí)。沉積速度太慢廠作效率低，鍍層質(zhì)量也會下降。因此，要獲得質(zhì)量較好的鍍層，要按照每種鍍液確定的電壓范圍選取最佳值，由于刷鍍電壓直接影響著鍍液的沉積速度，所以。對于特定的鍍液，其沉積速度只能限制在一定的范圍內(nèi):鍍筆與工件的相對運(yùn)動速度也要根據(jù)鍍液的性能確定，當(dāng)鍍筆與工件的相對運(yùn)動速度太慢時(shí)，陽極與工件表面的接觸處發(fā)熱量大，鍍層易變黑，局部還原時(shí)間長，鍍層晶粒生長太快，組織粗大。如果鍍液供給不充分及時(shí)

50、，刷鍍面局部離子貧乏，使鍍層組織疏松。相對運(yùn)動速度太快，電流效率和沉積速度都會降低，所形成的鍍層雖然致密，但應(yīng)力大，容易脫落。而且對于每一種鍍液都有一個(gè)最</p><p>　　(3)電刷鍍過程中，鍍層金屬與基材金屬的結(jié)合主要有三種形式:機(jī)械鑲嵌產(chǎn)生的結(jié)合;物理接觸產(chǎn)生的結(jié)合;電化學(xué)行為產(chǎn)生的結(jié)合。其中占主導(dǎo)作用的是電化學(xué)結(jié)合，即鍍液中的金屬離子通過電化學(xué)反應(yīng)還原成金屬原子。與基材產(chǎn)生金屬鍵合，由于鍍層的品體及面結(jié)

51、構(gòu)和基材存在一定的差別，所以結(jié)合強(qiáng)度受到界面的結(jié)合狀態(tài)、材料種類等多種因素的影響。電刷鍍技術(shù)的這些特點(diǎn)限制了鍍層質(zhì)量的進(jìn)一步提高，要獲得更高性能的鍍層，電刷鍍技術(shù)需要進(jìn)一步發(fā)展，突破原有技術(shù)的局限性。</p><p>　　§1.3.2 激光輔助電沉積技術(shù)的特點(diǎn)與應(yīng)用前景</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。對各種材料的性能要求越來越高，有時(shí)單一的技術(shù)手段己無法滿足現(xiàn)代工業(yè)

52、和科學(xué)技術(shù)對材料制備和材料性能的要求，因此，在材料的制備過程中，將兩種或多種制備手段組合取長補(bǔ)短是目前材料制備發(fā)展的一個(gè)新方向。激光是本世紀(jì)60年代出現(xiàn)的重大科學(xué)技術(shù)成就之一，激光束的英文名字是Laser Beam，而lase:是light amplification by sitmulated emission of radiation的簡稱。其含義是受激發(fā)射的光放大。激光具有能量密度高、易于傳輸、作用時(shí)間短等特點(diǎn)，幾乎被各類表面技術(shù)

53、所采用。</p><p>　　用激光對材料進(jìn)行輻射時(shí)，其光能會被材料表面吸收，并轉(zhuǎn)化為熱能。激光束對材料的作用特點(diǎn)如下：以束流的形式作用在金屬表面，屬非接觸式作用，沒有機(jī)械應(yīng)力作用，由于激光的加熱和冷卻速度都很快。作用層較淺，熱應(yīng)力極小，因此工件變形小;可使材料表面的溫度瞬時(shí)上升至相變點(diǎn)、</p><p>　　熔點(diǎn)甚至沸點(diǎn)以上，并產(chǎn)生一系列的物理或化學(xué)的現(xiàn)象:激光束加熱面積可根據(jù)需要任意選

54、擇，可控性好。近十年，激光技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速，在汽車、冶金、紡織、機(jī)械、電力、電子等工業(yè)中己獲得成功應(yīng)用。</p><p>　　目前，將激光技術(shù)與表面技術(shù)互相結(jié)合而發(fā)展起來的一系列新的表面工程技術(shù)正日益顯示其獨(dú)特性和巨大的發(fā)展?jié)摿?。本世紀(jì)70年代末，Gutfeldl"首次報(bào)道了激光照射到陰極某點(diǎn)上，可引起局部電流密度急劇增加的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，美國IBM公司首先把激光應(yīng)用于電鍍作業(yè)中，激光電鍍和激光化學(xué)

55、鍍在一些行業(yè)己開始得以應(yīng)用。所謂激光鍍技術(shù)，就是利用激光的熱效應(yīng)或光效應(yīng)來增強(qiáng)或激發(fā)電鍍或化學(xué)鍍過程，從而在金屬、半導(dǎo)體或絕緣體基體上不用掩模而實(shí)現(xiàn)微區(qū)金屬鍍覆的新技術(shù)。從1978年，IBM公司首次研究了Ar+激光增強(qiáng)Ni. Au. Cu的電沉積過程以來，此后這項(xiàng)研究不斷引起人們的興趣和重視，美、德、日本等國相繼進(jìn)行了研究。發(fā)表了不少專利，部分甚至己轉(zhuǎn)化為實(shí)用生產(chǎn)技術(shù)。與傳統(tǒng)的電鍍丁藝相比，激光鍍技術(shù)具有以下特點(diǎn)：</p>

56、<p>　　(1)高度選擇性?？梢晕^(qū)局部鍍覆金屬，金屬線條寬度可以達(dá)到2 P m.</p><p>　　(2) 廣泛適應(yīng)性。激光鍍不但可以在金屬(A1. Fe, W, Wo)上進(jìn)行，還可以在多種平導(dǎo)體(Si. GaAs. In P)甚至絕緣體(陶瓷、微晶玻璃、聚酞亞胺、聚四氟乙烯)基材上直接鍍覆Au. Ag, Pd. Ni.Cu等。</p><p>　　(3)高速沉積性。激光

57、誘導(dǎo)沉積速度大大提高，比常規(guī)電鍍要高上千倍，如電鍍金時(shí)結(jié)合噴鍍可使Au沉積速度達(dá)30 u m/ s.</p><p>　　(4)可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制。利用計(jì)算機(jī)控制激光束的掃描軌跡可以得到預(yù)期的各種線路圖形激光鍍技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高的沉積速度和更佳的鍍層與基體的結(jié)合狀態(tài)，因?yàn)楫?dāng)激光照射電沉積過程中的陰極即被鍍J幾件時(shí)，陰極吸收激光能量的結(jié)果使得金屬和鍍液界面的溫度局部增加從而產(chǎn)生如下二種主要效應(yīng)： (1)溫度升高，電荷轉(zhuǎn)移速

58、度增加；(2)吸收了能量的金屬離子在陰極放電變?yōu)樵璮的速率增加：(3)熱梯度鍍液出現(xiàn)強(qiáng)烈的微攪拌，高功率的激光還使鍍液局部沸騰，明顯提高傳質(zhì)速度，從而提高了沉積速度。因此在電沉積過程中加入激光可使電子轉(zhuǎn)移加快，反應(yīng)的活化能降低，過電位減小，沉積速度提高，沉積物更加規(guī)則和致密，顆粒和枝晶變小，鍍層的致密度和光潔度得到提高;同時(shí)，由于激光的熱效應(yīng)，可使基體的表面與鍍層發(fā)生熔合，鍍層與基體的結(jié)合力大大提高?？梢妼⒓す饧夹g(shù)與電沉積技術(shù)相結(jié)合，能

59、在很人程度上解決常規(guī)電刷鍍技術(shù)現(xiàn)存的問題，激光鍍技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高沉積速度和產(chǎn)生高的結(jié)合強(qiáng)度.得到較厚的鍍層因而可大大提高電沉積的工作效率，提高鍍層與基體的結(jié)合強(qiáng).度，使鍍層能在更廣泛或更為苛刻的工況條件卜得以應(yīng)用，激光技術(shù)給電沉積技術(shù)注入了新的生命力，必將給電沉積技術(shù)帶</p><p>　　(5)鍍層與基體有一定相互擴(kuò)散，結(jié)合力較一般方法為好。</p><p>　　激光鍍技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高的沉積速度

60、和更佳的鍍層與基體的結(jié)合狀態(tài)，因?yàn)楫?dāng)激光照射電沉積過程中的陰極即被鍍J幾件時(shí)，陰極吸收激光能量的結(jié)果使得金屬和鍍液界面的溫度局部增加從而產(chǎn)生如下二種主要效應(yīng)： (1)溫度升高，電荷轉(zhuǎn)移速度增加；(2)吸收了能量的金屬離子在陰極放電變?yōu)樵璮的速率增加：(3)熱梯度鍍液出現(xiàn)強(qiáng)烈的微攪拌，高功率的激光還使鍍液局部沸騰，明顯提高傳質(zhì)速度，從而提高了沉積速度。因此在電沉積過程中加入激光可使電子轉(zhuǎn)移加快，反應(yīng)的活化能降低，過電位減小，沉積速度提高，

61、沉積物更加規(guī)則和致密，顆粒和枝晶變小，鍍層的致密度和光潔度得到提高;同時(shí)，由于激光的熱效應(yīng)，可使基體的表面與鍍層發(fā)生熔合，鍍層與基體的結(jié)合力大大提高。可見將激光技術(shù)與電沉積技術(shù)相結(jié)合，能在很人程度上解決常規(guī)電刷鍍技術(shù)現(xiàn)存的問題，激光鍍技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高沉積速度和產(chǎn)生高的結(jié)合強(qiáng)度.得到較厚的鍍層因而可大大提高電沉積的工作效率，提高鍍層與基體的結(jié)合強(qiáng).度，使鍍層能在更廣泛或更為苛刻的工況條件卜得以應(yīng)用，激光技術(shù)給電沉積技術(shù)注入了新的生命力，必將給

62、電沉積技術(shù)帶來更大的發(fā)展前景。</p><p>　　第二章 裝置的方案設(shè)計(jì)</p><p>　　§2.1 激光輔助電沉積系統(tǒng)組成</p><p>　　1 激光系統(tǒng) 激光器是激光系統(tǒng)的核心。通常包括工作物質(zhì)、光學(xué)諧振腔和激勵源三要素。按工作物質(zhì)的不同，激光器可分為固體激光器、氣體激光器、液體激光器、半導(dǎo)體激光器、化學(xué)激光器、準(zhǔn)分子激光器。在激光強(qiáng)化電沉

63、積中，通常使用固體激光器和氣體激光器。波長從可見光到近紅外，功率范圍從幾瓦到幾百瓦。固體激光器具有體積小、附屬裝置簡單等特點(diǎn)，且功率能滿足強(qiáng)化電沉積的要求，一般有紅寶石激光器、憶鋁石榴石激光器(波長532nm)等。</p><p><b>　　2 電沉積系統(tǒng)</b></p><p>　　包括電源、鍍筆等。其中光一液鍍筆需能使激光、鍍液保持良好的同步性。</p&g

64、t;<p><b>　　3 機(jī)械系統(tǒng)</b></p><p>　　主要用于調(diào)整待鍍工件與電沉積系統(tǒng)的相對位置。</p><p><b>　　4 控制系統(tǒng)</b></p><p>　　與機(jī)械系統(tǒng)一起，通過各種傳感器和自動控制單元達(dá)到精確局部沉積的目的。</p><p>　　§2

65、.2 激光輔助電沉積裝置</p><p>　　按激光、鍍液和待鍍表面的作用方式，強(qiáng)化電沉積裝置可以有2種形式:激光直射式和激光透射式。激光直射式是將激光直接引導(dǎo)到電沉積表面，如圖4.2所示。</p><p>　　激光透射式是將激光照射到陰極的背面或激光通過透射鍍液達(dá)到待鍍工件表面。一般多數(shù)采用直射式，僅當(dāng)鍍液體系對所采用的激光器的波長吸收不明顯時(shí)，才采用于透射式。</p>&

66、lt;p>　　圖2-2 激光直射式電沉積裝置</p><p>　　第三章 裝置的總體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　§3.1 運(yùn)動方案</b></p><p>　　由第二章可知裝置的原理圖，螺桿機(jī)構(gòu)用于當(dāng)試樣的直徑不同時(shí)，調(diào)整鍍筆與試樣間的距離，以保證鍍筆與試樣間的適當(dāng)?shù)拈g隙。整個(gè)螺桿機(jī)構(gòu)在電鍍過程中由試樣的一端移動到另一端，

67、其移動速度較低，這有利于保證鍍層的完整性。</p><p>　　試樣的一端用自定心卡盤卡住，另一端用頂尖頂住，以較低的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，若其轉(zhuǎn)速較高，噴射的鍍液不易吸附在試樣的表面。同時(shí)，形成的鍍層厚度和均勻度差，為了保證鍍層的厚度和其均勻性，試樣的轉(zhuǎn)速不宜太高。</p><p>　　鍍液是由液壓泵經(jīng)溢流閥和過濾器后噴射到試樣表層的。溢流閥用于防止系統(tǒng)壓力；過載和保持系統(tǒng)壓力恒定。過濾器可以清除液

68、壓油中的污染物，保持油液清潔度，確保系統(tǒng)元件工作的可靠性。由此可確保鍍液順利噴射到試樣表面。</p><p>　　攪拌裝置的加入是為了促進(jìn)復(fù)合鍍液中第二相硬質(zhì)顆粒的均勻分布，攪拌桿下是一片裝有許多小孔的平板，通過帶輪的作用在鍍液槽內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動，使顆粒在鍍液中均勻懸浮。 </p><p>　　整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)基于以上的原理分析進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　&#

69、167;3.2 機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)：</p><p>　　§3.2.1 電動機(jī)的選擇</p><p><b>　　1）型號</b></p><p>　　電動機(jī)的選擇包括選擇類型、結(jié)構(gòu)型式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速，并確定</p><p>　　第一個(gè)是帶動小帶輪轉(zhuǎn)動和試樣轉(zhuǎn)動的電動機(jī)。帶輪的作用是減小一定的傳動比后，讓

70、大帶輪帶動攪拌系統(tǒng)的運(yùn)動。由于攪拌桿的速率不可太高，所以此處的電動機(jī)轉(zhuǎn)速也不能太高，而且由上分析可知試樣的轉(zhuǎn)速不能過高。</p><p>　　第二個(gè)電動機(jī)用于帶動液壓泵，用于給液壓缸供油。</p><p>　　第三個(gè)電動機(jī)也用于帶動液壓泵，用于把鍍液送到試樣處。</p><p><b>　　2）容量</b></p><p&g

71、t;　　選擇電動機(jī)的容量就是合理確定電動機(jī)的額定功率。決定電動機(jī)功率時(shí)要考慮電動機(jī)的發(fā)熱、過載能力和起動能力三方面的因素。一般情況下，電動機(jī)容量主要運(yùn)動發(fā)熱條件而定，電動機(jī)的發(fā)熱與其工作情況有關(guān)。由三個(gè)電動機(jī)的工作情況可知，電動機(jī)的發(fā)熱并不是很明顯的，一般的功率即可。</p><p>　　§3.2.2 螺桿座滑動系統(tǒng)：</p><p>　　從本次設(shè)計(jì)的原理圖（圖1.1）中，可以

72、看出：試樣在彈性自定心卡盤和頂尖的作用下旋轉(zhuǎn)，在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，鍍筆從試樣的一端緩慢的運(yùn)動到另一端，即整個(gè)螺桿機(jī)構(gòu)都要從試樣的一端移動到另一端如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 螺桿滑動系統(tǒng)示意圖</p><p>　　螺桿通過底座與滑塊相連，與激光器保持相對不動。由液壓缸提供動力推動滑塊，帶動螺桿底座、螺桿和激光器整體左右滑動。在鍍筆頭部留有小孔，以便激光器所產(chǎn)生的激光能夠

73、直接照射到待工件表面。同時(shí)，噴射鍍液到鍍筆頭與工件之間的噴頭也需隨之一起運(yùn)動，所以可將噴頭與螺桿底座或滑塊相固連，用軟管相接。這樣就可以使噴頭噴出的鍍液和激光器射出的激光能始終同時(shí)保持在鍍筆頭與工件之間，保證電鍍的質(zhì)量。</p><p>　　§3.2.3 攪拌系統(tǒng)</p><p>　　攪拌系統(tǒng)的主要作用是保持鍍液槽內(nèi)鍍液的均勻，盡量避免由此而產(chǎn)生的鍍層不均勻等試件表面缺陷。由此

74、可選擇曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的一種變型——曲柄滑桿機(jī)構(gòu)，其運(yùn)動簡圖如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 攪拌系統(tǒng)運(yùn)動簡圖</p><p>　　并由此設(shè)計(jì)攪拌系統(tǒng)的裝配圖，具體方案如下：</p><p>　　電動機(jī)輸出軸與聯(lián)軸器一端相連，另一端連小帶輪，通過電動機(jī)帶動小帶輪的旋轉(zhuǎn)，小帶輪裝在第一層底板上，大帶輪在第二層底板上。這樣通過帶輪，動力傳到了大帶輪上，大帶輪

75、與軸固聯(lián)帶動軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，軸與一個(gè)偏心盤用鍵聯(lián)接在一起構(gòu)成曲柄，而通過一個(gè)固定小孔的攪拌桿則構(gòu)成滑桿。中間連接一個(gè)連桿就構(gòu)成了曲柄滑桿機(jī)構(gòu)，這樣就可以把軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化成攪拌桿的直線往復(fù)運(yùn)動了。單獨(dú)一個(gè)光桿是很難起到攪拌作用的，可以在攪拌桿浸入鍍液的那一端焊接一個(gè)帶有許多小孔的平板以增加攪拌作用。由于鍍槽面積較大，所以在軸的兩端各裝一個(gè)這樣的攪拌裝置。為了保證鍍槽中鍍液的振動較平緩，電動機(jī)與軸之間應(yīng)該選用較大的傳動比，這里我設(shè)計(jì)的是一個(gè)

76、傳動比為i=3的帶傳動，即大帶輪、軸及偏心圓盤的轉(zhuǎn)速均為電動機(jī)轉(zhuǎn)速的1/3，而且選擇的微型電動機(jī)的轉(zhuǎn)速也是較低的。</p><p>　　§3.3 激光器的選擇</p><p>　　§3.3.1 激光加工設(shè)備的組成</p><p>　　激光加工的基本設(shè)備包括激光器、電源、光學(xué)系統(tǒng)幾機(jī)械系統(tǒng)等四大部分。</p><p>　　激

77、光器——是激光加工的重要設(shè)備，它把電能轉(zhuǎn)化成光能。</p><p>　　激光器電源——為激光器提供所需要的能量和控制功能。</p><p>　　光學(xué)系統(tǒng)——包括激光聚集系統(tǒng)和觀察瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，后者觀察和調(diào)整激光束的檢焦點(diǎn)位置，并將加工位置顯示在投影儀上。</p><p>　　機(jī)械系統(tǒng)——主要包括床身，能在三坐標(biāo)范圍內(nèi)移動的工作臺及機(jī)電控制系統(tǒng)</p>&l

78、t;p>　　§3.3.2 激光器的分類和選擇</p><p>　　目前的激光器按激活介質(zhì)的種類可以分為固體激光器和氣體激光器。按其工作方式可大致分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。</p><p>　　氣體激光器一般采用點(diǎn)激勵，因其效率高、壽命長、連續(xù)輸出功率大，所以廣泛應(yīng)用于切割、焊接、熱處理等加工。常用于材料加工的氣體激光器有二氧化碳激光器、氬離子激光器等。</p>

79、<p>　　二氧化碳激光器是以二氧化碳?xì)怏w為工作介質(zhì)的分子激光器，連續(xù)輸出功率可達(dá)萬瓦，是目前連續(xù)輸出功率最高的氣體激光器，它發(fā)出的譜線是在10.6um附近的紅外區(qū)，輸出最強(qiáng)的激光波長為10.6um。</p><p>　　二氧化碳激光器的效率可以高達(dá)20%以上，這是因?yàn)槎趸技す馄鞯墓ぷ髂芗墘勖容^長，大約在10~10s范圍內(nèi)。工作能級壽命長有利于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的積累。另外，二氧化碳的工作能級離基態(tài)近

80、，激勵閥值低，而且電子碰撞分子，把分子激發(fā)到工作能級的幾率比較大。</p><p>　　由上可以看出，氣體激光器有很大的優(yōu)點(diǎn)，而其中二氧化碳激光器的優(yōu)點(diǎn)尤為突出。因而一般情況沒有特殊時(shí)都會選用氣體激光器。本次設(shè)計(jì)所選用的就是二氧化碳激光器。</p><p>　　§3.4 液壓系統(tǒng)零件的選擇</p><p>　　§3.4.1 液壓泵</p&

81、gt;<p>　　液壓泵用于向系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的液體，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能。液壓泵的選擇主要根據(jù)系統(tǒng)的工況來選擇。泵的主要參數(shù)有壓力、流量、轉(zhuǎn)速、效率。為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和泵的使用壽命，一般在固定設(shè)備系統(tǒng)中，正常工作壓力為泵額定壓力的80℅左右；要求工作可靠性較高的系統(tǒng)或運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備系統(tǒng)工作壓力為泵的60%左右。泵的流量要大于系統(tǒng)工作的最大流量，為了延長泵的壽命，泵的最高壓力與最高轉(zhuǎn)速不宜同時(shí)使用。<

82、/p><p>　　由上可知，帶動液壓缸的泵可選為：CB-32流量為32，壓力為10MPa，轉(zhuǎn)速為1450r/min. </p><p>　　用于抽取鍍液的液壓泵可選為：CB G 2100/2063-P 壓力為16MPa, 轉(zhuǎn)速為2000r/mins.</p><p>　　§3.4.2 液壓缸</p><p>　　液壓

83、缸在液壓系統(tǒng)中的作用是將液壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。本設(shè)計(jì)選用的是輕型拉桿式液壓缸（雙活塞桿SD基本型），缸筒采用無縫鋼管，根據(jù)工作壓力不同，選擇不同壁厚的鋼管，其內(nèi)徑加工精度高，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝形式多樣，且易于變換。低速性能好，具有穩(wěn)定的緩沖性能。</p><p>　　§3.4.3 溢流閥</p><p><b>　　溢流閥的用途是：</b></p&

84、gt;<p>　　1．做定壓閥，保持系統(tǒng)壓力的恒定。</p><p>　　2．做安全閥，保證系統(tǒng)安全。</p><p>　　3．使系統(tǒng)卸載，節(jié)約能量消耗。</p><p>　　4．遠(yuǎn)程調(diào)壓閥用于系統(tǒng)高，低壓力的多級控制。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)使用的溢流閥用途是（1）和（2）?？蛇x用S-BT-06-L型的溢流閥。</

85、p><p>　　§3.4.4 過濾器</p><p>　　使用過濾器的基本要求是：</p><p>　　1.具有足夠大的過濾能力，壓力損失小。</p><p>　　2.濾芯及外殼應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不致于因油壓而破壞。</p><p>　　3.過濾精度應(yīng)滿足液壓系統(tǒng)的要求。</p><p>

86、　　4.有良好的抗腐蝕性，不會對油液造成化學(xué)的或機(jī)械的污染。</p><p>　　5.在規(guī)定的工作溫度下，能保持性能穩(wěn)定，有足夠的耐久性。</p><p>　　6.清洗維護(hù)方便，更換濾芯容易。</p><p>　　7.結(jié)構(gòu)盡量簡單，緊湊。</p><p><b>　　8.價(jià)格低廉。</b></p><

87、p>　　使用的目的是為了保護(hù)油路，油溫不高，環(huán)境溫度平均。此次設(shè)計(jì)中使用的是低壓線隙式管聯(lián)接過濾器（XU-A25X50S） </p><p><b>　　第四章 結(jié)論</b></p><p>　　激光輔助電沉積是在電刷鍍的基礎(chǔ)上，結(jié)合激光的一些特性如：能量密度高，易于傳輸，作用時(shí)間短等，利用激光的光效應(yīng)合熱效應(yīng)對電刷鍍的工藝性能加以改善，以得到更高質(zhì)量的加工

88、表面。自激光強(qiáng)化電沉積技術(shù)誕生以來，主要應(yīng)用于微電子元件和線路的制造和修復(fù)在中，目前已在各個(gè)領(lǐng)域引起了人們的重視，美國。德國等國相繼進(jìn)行了研究并發(fā)表了不少專利，部分已轉(zhuǎn)化為實(shí)用生產(chǎn)技術(shù)。</p><p>　　在幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間里，通過查閱資料，應(yīng)用以前的所學(xué)知識，對“激光輔助電沉積工藝裝置設(shè)計(jì)” 有了初步的了解，并由此對機(jī)械裝置的設(shè)計(jì) 過程和設(shè)計(jì)的原則等有了更深入的體會。對本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容可總結(jié)如下：<

89、/p><p>　　由于激光有其特殊的屬性，使激光強(qiáng)化電沉積的優(yōu)點(diǎn)十分突出：鍍覆速度快，鍍層與基體結(jié)合強(qiáng)度高，高度的區(qū)域選擇性，可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制等特點(diǎn)，在半導(dǎo)體器件制備，修復(fù)和裝備零部件表面修復(fù)和性能強(qiáng)化中有一定的應(yīng)用前景。</p><p>　　但也存在一定的不足：在應(yīng)用過程中激光對電沉積過程的影響，可能存在兩個(gè)相反的方面。如激光降低電化學(xué)極化，降低樂過電位，有增大晶粒傾向。但當(dāng)固體表面因激光作

90、用而存在很高的溫度梯度時(shí)，表面擴(kuò)散系數(shù)增大，吸附原子擴(kuò)散速度將達(dá)到很高數(shù)值，也促使了形核增大。還應(yīng)該在實(shí)際中找出激光最佳強(qiáng)化條件。</p><p>　　在這次設(shè)計(jì)中我所作的主要工作有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　一、通過對激光輔助電沉積的特性分析擬定總的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　二、由設(shè)計(jì)方案細(xì)化，進(jìn)行了機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)，包括電動機(jī)的選擇，螺桿座滑動系統(tǒng)的

91、設(shè)計(jì)核攪拌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；</p><p>　　三、由于激光器的種類繁多，各自有其不同的優(yōu)缺點(diǎn)，通過比較結(jié)合本次設(shè)計(jì)的具體情況，我選擇的是二氧化碳激光器；</p><p>　　四、液壓系統(tǒng)是電鍍設(shè)備不可或缺的組成部分，鍍液的噴射，鍍筆工作臺研工件軸線的進(jìn)給都是由液壓系統(tǒng)提高動力的，所以選擇合適的液壓元件組合成一個(gè)安全，高效的液壓系統(tǒng)是必要的；</p><p>　　通過這

92、次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對激光的神秘感化解了很多，讓我認(rèn)識到高科技并不是神秘莫測的，還使我意識到如何將自己所學(xué)的基本知識有機(jī)的，合理的，高效的結(jié)合在一起的重要性。如果能做到將學(xué)到的知識合理的加以組合，加上設(shè)計(jì)意識核設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新，我們一樣也可以做出新的設(shè)計(jì)成果。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.閆洪.化學(xué)鍍Ni2P3B4C復(fù)合鍍層的耐磨

93、性研究，復(fù)合材料學(xué)報(bào),1995,12(4):45-48.</p><p>　　2.郭鶴桐,張三元.復(fù)合鍍層,天津:天津大學(xué)出版社,1991.74-307.</p><p>　　3.陳超等.激光誘導(dǎo)硅表面化學(xué)鍍鎳,中國激光11990 ,17(10):627</p><p>　　4.關(guān)振中.激光加工工藝手冊1,北京:中國計(jì)量出版社,19981</p>&l

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