电铸是通过在电解槽中的阴极芯模上电沉积金属而制取零部件的一种特种加工工艺,它具有极高的复制精度和重复精度。 采用传统的电铸工艺可以获得许多具有特殊功能的电铸层,但是由于所得到的铸层铸层组织不均匀、性能不够稳定,因而使其使用范围受到一定的限制。由于稀土材料特有的某些优良特性及其作为添加剂在电镀领域的广泛应用,本文开展了基于稀土氧化物和化合物的精密电铸工艺研究。完成的主要工作及结论如下: 1. 从理论上分析了两种不同类型的稀土添加剂—— 稀土氧化物和稀土氯化物对金属电沉积过程的影响。分析得到稀土元素主要是通过特性吸附来改变电铸过程中铸液特性及其双电层结构,从而增加阴极极化,获得机械物理性能优良的电铸层;同时结合极化曲线测试考察,分别得到了电铸金属镍时两种添加剂的最佳添加量。 2. 在加入稀土添加剂的基础上,分别采用直流和脉冲电沉积方法制备镍基电铸层。在大量试验的基础上开展和讨论了不同直流电流密度和脉冲电参数对铸层微观表面形貌、组织结构和机械物理性能的影响。研究结果表明,采用脉冲电流和稀土添加剂相结合,可以显著改善铸层质量。当稀土添加量为 1.0～3.0g/L 时,平均电流密度为 3.0A/dm2 左右时,可得到机械物理性能最佳的电铸层。 3. 探讨了稀土元素对电铸金属镍晶粒结晶择优取向的影响。理论和测试结果表明稀土元素并未参与电沉积而进入铸层,但由于铸液中稀土元素的存在,导致了电铸层镍电结晶生长模式发生变化,从而改变了镍电铸层组织结构。XRD测试结果表明:基础铸液中加入纳米 La2O3晶面织构表现为(1 1 0)择优取向,基础铸液中加入 LaCl3后晶面织构表现为(1 1 1)择优取向,从而会导致电铸层性能的差异。