电铸技术是一种基于电沉积原理的精密特种加工方法,是利用金属阳离子在阴极芯模表面进行电沉积,从而加工出满足一定性能与形状要求的精密零件。它具有加工时无工具损耗、无热影响区、成形精度高等优点,主要用于传统工艺难以加工或加工成本过高的金属零件的制造,在航空航天、兵器、汽车等领域获得重要的应用。目前电铸设备通过机械结构实现阴极芯模的平动或转动,但单纯平动或转动的电铸设备对于具有复杂轮廓线的零件(比如液体火箭发动机推力室身部)电铸效果不理想,质量与性能都有缺陷。为了解决铸层质量问题,本文基于摩擦辅助电铸技术,针对具有复杂轮廓线液体火箭发动机推力室身部缩比件设计了专用的电铸设备。其主要研究内容有:(1)根据液体火箭发动机推力室缩比件结构特点,基于游离微珠摩擦辅助电铸技术,设计了一套针对缩比件电铸的装置。在对上述装置研究的基础上,为了更好地研究阴极的运动轨迹对电铸层的影响,采用十字模台滑组作为阴极的平动装置,同时开发了电铸装置的控制系统。整台装置包括控制系统、温控系统、电铸循环过滤系统、储液槽、电铸槽及防护装置等部分。(2)电铸装置的控制系统包括硬件结构和控制软件。电铸装置控制系统的硬件结构采用PC机+固高运动控制卡实现;应用可视化编程软件VC6.0完成了摩擦辅助电铸装置控制系统的软件程序设计。(3)采用不溶性阳极进行电铸镍试验研究,研究表明:随着电铸时间的增加溶液中的镍离子浓度越来越低,电铸电流效率随镍离子浓度的降低而降低。在电流密度分别为4 A/dm~2、8 A/dm~2、12 A/dm~2条件下,加入游离陶瓷微珠经过12小时电沉积试验后,电铸液中镍离子的浓度分别降低了22.9%、38.2%、57.3%,电流效率降至62.2%、50.1%、36.3%。电流密度增大,镍离子浓度降低,镍层晶粒细化,显微硬度增大,在8 A/dm~2、12 A/dm~2电流密度下,显微硬度分别增大了20.1%、16.1%。在相同的4 A/dm~2电流密度下,经过12小时电铸试验后,经检测游离陶瓷微珠摩擦电铸效率提高了5.3%且电铸镍层的硬度提高了2.3%。