本文關鍵詞：真空電鑄和陰極旋轉電鑄鐵鎳合金試驗研究

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【摘要】：以鐵鎳合金為代表的低熱膨脹合金材料在航空航天、精密儀表、半導體封裝等諸多領域應用廣泛�；陔姵练e原理的鐵鎳合金電鑄工藝因其具有晶粒尺寸小、成分可調節(jié)、溫度低、能耗小等優(yōu)點,正在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著不可比擬的作用。本文在傳統(tǒng)電鑄試驗的基礎之上,提出了真空電鑄鐵鎳合金和陰極旋轉電鑄鐵鎳合金新工藝。具體完成的工作包括以下幾方面:1.開展傳統(tǒng)電鑄鐵鎳合金試驗,總結并分析傳統(tǒng)電鑄中電鑄層易起皮開裂、鐵含量低等問題。2.為進行真空電鑄試驗,搭建了真空電鑄鐵鎳合金試驗裝置,包括電鑄單元、真空度控制單元、陰極單元、陽極單元、溫度控制單元等。通過變換電參數(shù)進行真空電鑄鐵鎳合金工藝試驗,利用多種現(xiàn)代分析手段對真空電鑄制備的鐵鎳合金層的鐵含量、微觀結構、晶粒大小、顯微硬度、線膨脹系數(shù)進行了檢測與分析。研究表明:與傳統(tǒng)電鑄工藝相比,真空電鑄工藝可以獲得更好的表面質量,提高電鑄層的鐵含量,改善電鑄層的微觀結構,提高顯微硬度,降低線膨脹系數(shù)。3.開展了陰極旋轉電鑄鐵鎳合金試驗研究,通過改善電鑄工藝條件制備了較大厚度的鐵鎳合金樣件。探討了電鑄層的成分、微觀組織、力學性能、熱膨脹性能與電流密度、陰極轉速等工藝參數(shù)的關系。研究發(fā)現(xiàn)該工藝制備的鐵鎳合金電鑄層的鐵含量與傳統(tǒng)電鑄和真空電鑄鐵鎳合金層相比有明顯提升,組織結構發(fā)生改變,力學性能以及熱膨脹性能受電鑄層的成分以及組織結構的影響。
【關鍵詞】：鐵鎳合金 電鑄 真空 陰極旋轉 熱膨脹
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ153.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 電鑄技術原理及其工藝特點13-15
• 1.1.1 電鑄技術的基本原理13-14
• 1.1.2 電鑄技術的工藝過程及特點14-15
• 1.2 不同輔助手段對電鑄過程影響15-19
• 1.2.1 攪拌15
• 1.2.2 超聲15-16
• 1.2.3 磁場16-17
• 1.2.4 輔助摩擦17-18
• 1.2.5 超重力場18-19
• 1.3 鐵鎳合金電鑄技術的發(fā)展現(xiàn)狀19-20
• 1.4 課題研究的意義及主要內容20-21
• 1.4.1 課題研究的意義20
• 1.4.2 課題研究的主要內容20-21
• 第二章 合金電鑄基本原理與鐵鎳合金電沉積機理探討21-26
• 2.1 合金電鑄基本原理21-24
• 2.1.1 合金電鑄的基本理論21
• 2.1.2 合金電沉積的類型及特點21-22
• 2.1.3 合金電鑄的影響因素22-23
• 2.1.4 電鑄合金的性質23-24
• 2.2 鐵鎳合金共沉積機理的探討24-25
• 2.3 本章小結25-26
• 第三章 鐵鎳合金電鑄試驗初探26-36
• 3.1 傳統(tǒng)電鑄鐵鎳合金系統(tǒng)概述26
• 3.2 試驗過程26-27
• 3.3 試驗結果與分析27-32
• 3.3.1 電鑄層表面質量27-29
• 3.3.2 電鑄層的鐵含量29-30
• 3.3.3 電鑄層的熱膨脹性能30-32
• 3.4 真空電鑄和陰極旋轉電鑄的提出32-33
• 3.5 真空電鑄原理33-34
• 3.5.1 真空電鑄排除氣泡原理33-34
• 3.5.2 真空沸騰電鑄原理34
• 3.6 陰極旋轉電鑄原理34-35
• 3.7 本章小結35-36
• 第四章 真空電鑄和陰極旋轉電鑄試驗方法36-45
• 4.1 真空電鑄鐵鎳合金試驗系統(tǒng)36-38
• 4.1.1 電鑄單元37
• 4.1.2 真空度控制單元37
• 4.1.3 溫度控制單元37-38
• 4.2 陰極旋轉電鑄鐵鎳合金試驗系統(tǒng)38-39
• 4.3 電鑄試驗準備與操作流程39-41
• 4.3.1 電鑄溶液的選擇及組成39-40
• 4.3.2 電鑄試驗材料準備與操作流程40-41
• 4.4 鐵鎳合金電鑄層測試方法概述41-44
• 4.4.1 掃描電子顯微鏡（SEM）分析41-42
• 4.4.2 X射線衍射儀分析42
• 4.4.3 透射電子顯微鏡（TEM）分析42-43
• 4.4.4 顯微硬度檢測43
• 4.4.5 熱膨脹性能檢測43
• 4.4.6 抗拉強度檢測43-44
• 4.5 本章小結44-45
• 第五章 真空電鑄鐵鎳合金試驗研究45-57
• 5.1 引言45
• 5.2 真空電鑄鐵鎳合金工藝試驗結果與分析45-56
• 5.2.1 電鑄層的表面形貌45-46
• 5.2.2 電鑄層的鐵含量46-48
• 5.2.3 電鑄層的微觀結構48-53
• 5.2.4 電鑄層的顯微硬度53-55
• 5.2.5 電鑄層的熱膨脹性能55-56
• 5.3 本章小結56-57
• 第六章 陰極旋轉電鑄鐵鎳合金試驗研究57-70
• 6.1 引言57
• 6.2 陰極旋轉電鑄鐵鎳合金工藝試驗結果與分析57-69
• 6.2.1 電鑄層的表面質量57-58
• 6.2.2 電鑄層的鐵含量58-61
• 6.2.3 電鑄層的微觀結構61-64
• 6.2.4 電鑄層的力學性能64-67
• 6.2.5 電鑄層的熱膨脹性能67-69
• 6.3 本章小結69-70
• 第七章 總結與展望70-72
• 7.1 論文總結70
• 7.2 研究工作展望70-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76-77
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文77

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本文編號：654152