電鑄原理與工藝

前言

在過去漫長的歷史進程中，人們對電鍍技術所應概括的內(nèi)容，并不十分明確。若從字面的含義看，電鍍自然應當是通過金屬在器件表面上的電沉積，形成能滿足各種需求的覆蓋層的工藝。但在早期出版的各類電鍍教材、專著、手冊中，不僅可將化學鍍、金屬的化學氧化與電化學氧化、磷化、電泳涂裝、金屬的電拋光等在原理上與電鍍有一定關聯(lián)的工藝包括在內(nèi)，而且還會涉及熱浸鍍、真空鍍、機械鍍等在應用上與電鍍密切相關的技術。這表明電鍍的包容性還是相當大的。因此，過去國內(nèi)外學者在編寫電鍍書籍和手冊時，常會被它應限定的范圍所困擾。不過近些年來，隨著科學技術的不斷進步，一些原來依附于電鍍書籍中作為一章的重要課題，均已能獨立成書，當然這個問題也就迎刃而解了。我們從2002年開始組織編寫與出版《實用電鍍技術叢書》。當時選定的各分冊，主要是針對與金屬表面上通過電化學反應而形成的各種鍍層有關的內(nèi)容。這也正是電鍍領域內(nèi)應用面較廣，且為眾多從業(yè)人員十分關心的一些問題。叢書在陸續(xù)出版的過程中受到了廣大讀者的熱烈歡迎。對已經(jīng)出版的書踴躍購買，先睹為快；對尚未出版的，則是不斷催問，希冀早日面市。此外，還有不少人感到原來的出版計劃尚不能完全滿足實際工作的需要，迫切要求能在更廣闊的范圍內(nèi)組織編寫更多的在工藝上頗具特色，在生產(chǎn)上應用價值很高，而市場又不多見的一些專業(yè)書籍。本叢書的第二批就是在這種力量的推動下順利出臺的。我們希望經(jīng)過認真篩選的《實用電鍍技術叢書》第二批出版的各分冊，也能像第一批那樣，在推動電鍍科技發(fā)展的過程中發(fā)揮重要的作用。

內(nèi)容概要

　　電鑄是用金屬電沉積的方法制備產(chǎn)品的一種特種加工工藝，主要用于某些特種產(chǎn)品的成型?！峨婅T原理與工藝》對電鑄技術的特點及其應用、需電鑄的金屬制品設計、芯模的設計與加工、多種金屬和合金及復合材料的電鑄工藝與性能、電鑄質量控制與電鑄層性能的檢測、電鑄設備及工藝裝備均作了詳細的敘述，并對多種電鑄產(chǎn)品的實例進行了介紹?！　　峨婅T原理與工藝》是一本內(nèi)容十分豐富的專業(yè)書籍，對從事電鑄制品設計與加工的工程技術人員在日常工藝維護、新產(chǎn)品及新工藝的開發(fā)方面具有極強的指導作用，也可供大專院校中從事材料腐蝕與防護、應用電化學專業(yè)方向研究的師生參考。

書籍目錄

第一章 概述第二章 電鑄產(chǎn)品的設計第一節(jié) 電鑄產(chǎn)品的設計原則第二節(jié) 電鑄產(chǎn)品的性能第三章 芯模第一節(jié) 芯模的設計第二節(jié) 多次使用的金屬芯模第三節(jié) 一次使用的金屬芯模第四節(jié) 非金屬芯模第四章 電鑄銅第一節(jié) 銅的性質及電鑄銅的特點與應用第二節(jié) 硫酸鹽溶液電鑄銅第三節(jié) 焦磷酸鹽溶液電鑄銅第四節(jié) 氟硼酸鹽溶液電鑄銅第五章 電鑄鎳第一節(jié) 鎳的性質及電鑄鎳的特點與應用第二節(jié) 氨基磺酸鹽溶液電鑄鎳第三節(jié) 其他溶液電鑄鎳第六章 電鑄鐵第一節(jié) 鐵的性質及電鑄鐵層的特點與應用第二節(jié) 氯化物溶液電鑄鐵第三節(jié) 硫酸鹽溶液電鑄鐵第四節(jié) 氨基磺酸鹽溶液電鑄鐵第五節(jié) 氟硼酸鹽溶液電鑄鐵第七章 電鑄貴金屬及其合金第一節(jié) 電鑄金及其合金第二節(jié) 電鑄銀及其合金第八章 合金電鑄第一節(jié) 電鑄鎳鈷合金第二節(jié) 電鑄鎳鐵合金第三節(jié) 電鑄鎳錳合金第九章 電鑄復合材料第一節(jié) 概述第二節(jié) 彌散復合電鑄層第三節(jié) 納米復合電鑄層第四節(jié) 纖維強化復合電鑄層第十章 電鑄的后處理第一節(jié) 機加工與加固處理第二節(jié) 脫模第三節(jié) 熱處理與電鍍第十一章 電鑄的質量控制第一節(jié) 電鑄溶液的控制第二節(jié) 電鑄產(chǎn)品質量的控制第十二章 電鑄工裝與設備第一節(jié) 電鑄工裝的設計第二節(jié) 電鑄設備的選擇第十三章 電鑄產(chǎn)品實例第一節(jié) 塑料注塑成型模具型腔第二節(jié) 光盤壓模第三節(jié) 波紋管第四節(jié) 波導管和波導濾波器第五節(jié) 電鑄金屬箔和網(wǎng)第六節(jié) 牙套第七節(jié) 藝術品第八節(jié) 風洞噴管內(nèi)壁第九節(jié) 液體火箭發(fā)動機推力室第十節(jié) 泡沫金屬第十一節(jié) 電鑄連接與組合電鑄第十二節(jié) 微型電鑄

章節(jié)摘錄

插圖：（二）電鑄工藝的特點1.表面細微特征的復制能力特別強由電鑄工藝過程可知，電鑄層緊貼在芯模表面以原子直徑的尺寸（亞納米級）逐漸堆積、向外生長，故它能準確復制出芯模表面精度達到納米級的細微特征，因此，當將電鑄層與芯模分離后，即可得到粗糙度與芯模相當、紋理相反的鏡像表面，這就是電鑄技術最基本的、也是最典型的工藝特點。這一特性已被廣泛用于印刷制版、光盤模具及光學部件的加工中。光盤表面用于記錄信息的溝槽，其寬度為0.4μm，深度為0.12μml。除對表面粗糙度要求極高的光學部件外，這一特有的復制能力還被應用于部分采用傳統(tǒng)技術無法加工的零件制備上。如波導管、文氏管等對內(nèi)表面的尺寸及精度要求較高、同時內(nèi)表面直徑小的零件，采用傳統(tǒng)加工技術無法加工，無法使內(nèi)表面尺寸及精度達到要求。如果采用電鑄技術，可使難以實施的內(nèi)型面加工轉變?yōu)槿菀讓嵤┑耐庑兔婕庸?。其加工過程如下：先加工一個外表面的形狀、尺寸及精度與波導管、文氏管內(nèi)表面完全一致的芯模，再利用電鑄技術在芯模的外表面上制備厚度超過圖紙要求的電鑄層，也就得到了內(nèi)表面的形狀、尺寸及精度與芯模外表面完全一致的電鑄層，然后按照圖紙要求對電鑄層外表面進行機加工，最后將芯模退除，即獲得內(nèi)表面尺寸及精度均符合要求的高品質的產(chǎn)品。2.生產(chǎn)周期及成本電鑄層是金屬原子一層層逐漸堆積而成的，其生長速度與所使用的電鑄工藝參數(shù)（如溶液溫度及pH值、陰極電流密度等）有關。適當提高陰極電流密度可以提高電鑄層的生長速度，但陰極電流密度的提高受電沉積過程三個因素的限制：金屬離子從溶液本體向陰極表面遷移的速度、金屬離子在陰極表面的還原反應速度、離子還原后在陰極表面的遷移和晶粒成核及晶粒長大的速度。

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《電鑄原理與工藝》：實用電鍍技術叢書(第2批)

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