1. 激光強(qiáng)化噴射電鍍技術(shù)的應(yīng)用

  為了更好地將激光強(qiáng)化噴射電鍍技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際，復(fù)旦大學(xué)葉勻分、郁祖湛設(shè)計(jì)制作的一套激光強(qiáng)化噴射電鍍裝置，在不銹鋼基體上直接局部電沉積金獲得成功。、

  圖4-16為激光強(qiáng)化噴射電鍍系統(tǒng)示意圖

 該系統(tǒng)利用氣體壓力輸送液體，使鍍液流速穩(wěn)定。與鍍液接觸材料均為聚乙烯、四氟乙烯和玻璃，避免了鍍液被污染。

2. 實(shí)驗(yàn)條件

 鍍液組成：

 化金鉀［KAu(CN)2]   7g/L   、 pH    6.4

 磷酸鹽  180g/L  、 溫度（20±2)℃  、添加劑  微量

 激光功率：0.8W;

 激光波長(zhǎng)：514.5nm;

 陽(yáng)極：?0.5mm鍍鉑黑的鉑絲繞制而成，其表觀面積約1.5c㎡;

 陰極：Φ25mm 1C-18Ni9Ti不銹鋼圓盤，該極板表面粗糙度小于0.006μm;

 陰極移動(dòng)速率：80μm/s;

 噴嘴直徑：0.5mm;

 施加的陰極電流在5~12mA范圍內(nèi)，采用恒電流方式。

3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

 a. 鍍層厚度分布

  其中心部分鍍層較厚，邊緣較薄。因?yàn)闃O板中心吸收了激光能量，使照射區(qū)溫度升高，對(duì)流增強(qiáng)，擴(kuò)散層變薄，使電沉積速率提高，電流密度增加，對(duì)邊緣影響不大。

 b. 噴嘴至陰極間距離的選擇性影響

  在激光功率0.8W,電流密度0.64A/cm2的條件下，在流速為2.76m/s時(shí)，陰極愈靠近噴口，鍍金線的選擇性愈好，而在流速為6.4m/s時(shí)，噴嘴至陰極距離L=4.5mm處，選擇性最好。

 c. 噴嘴至陰極距離L對(duì)電沉積速率的影響

  在激光功率0.8W,電流5mA,噴嘴出口流速u=2.76m/s時(shí)，噴嘴至陰極距離L=4.5mm處的電沉積速率最大。這可能是由于噴射的“縮脈”現(xiàn)象，使噴射束橫截面最小，實(shí)際電流密度增大，導(dǎo)致電沉積速率增大之故。

 d. 流體流速對(duì)電沉積速率的影響

  在激光照射下，反應(yīng)區(qū)溫度上升，使電荷傳遞速率加快，流體流速加大，使反應(yīng)區(qū)溫度下降，導(dǎo)致電荷傳遞速率下降，流體流速的增加使電沉積速率出現(xiàn)最大值。

 e. 激光對(duì)電流效率的影響

  在流體流速u=4.89m/s,激光照射功率為0.8W的條件下，在相同的電流密度條件下，有激光照射時(shí)，電流效率要比單一噴射鍍高20%左右。這主要是因?yàn)殡姌O表面吸收了激光的能量，使反應(yīng)區(qū)域的溫度有所升高，微區(qū)的鍍液熱對(duì)流增強(qiáng)，使擴(kuò)散層變薄，使電流效率增加。

f. 激光輻射對(duì)電鍍質(zhì)量的影響

  一般情況下直接在不加特殊處理的不銹鋼基體上是無法獲得結(jié)合良好的鍍層的。而在激光噴射電鍍的情況下，用膠帶實(shí)驗(yàn)、刀割法均表明鍍層與基體結(jié)合良好。用質(zhì)譜儀對(duì)鍍金線進(jìn)行元素深度分布分析，結(jié)果表明，在基體與鍍層之間有約0.2μm的“互融”層，使鍍層與基體的結(jié)合力增強(qiáng)，可能是激光照射相互擴(kuò)散所致。用掃描電鏡來觀察鍍層表面的沉積形態(tài)，激光照射使電沉積金屬的晶粒聚集直徑變小，使鍍層更加致密。