电沉积Cu基SiC复合电极材料.pdf

助 锨 材 料 电沉积Cu基SiC复合电极材料‘ 李 丽，殷凤仕，牛宗伟，袁光明 (山东理工大学机械工程学院，山东淄博255049) 摘 要： 电火花加工中，电极材料是影响加工质量和 粒，粒径为3．5，SiC的物理力学性能见表1。 加工效率的重要因素。将SiC微粒作为第二相电沉积 表1 SiC的物理性能 成分来制备Cu基SiC复合电极材料，研究了微粒添加 Tablel ofSiC Physicalproperty 量、微粒粒径、电流密度及镀液温度等工艺因素对复合 熔点 沸点 密度 导热系数 弹性模量 铸层中SiC颗粒共沉积量的影响，以及SiC颗粒对铸 (℃) (C)(g／cm3)(W／m·K)(GPa) 层表面形貌的影响，并进行了电极材料的抗电蚀性试 2700 3500 3．20 83．6 176．4～294 验。结果表明添加SiC颗粒的复合材料的表面相对平 电沉积中阳极材料采用磷铜板(含铜量99．6％)； 整、致密，晶体更细小且均匀。相对电极损耗明显降 不锈钢片作为阴极材料，尺寸为10mm×10mm。 低，抗电蚀性能得到提高。 电沉积试样用Sirion200扫描电镜观测其表面微 关键词： 电沉积；电火花；SiC微粒；复合电极材料 观形貌。以体积百分数来测定SiC颗粒的含量，方法 中图分类号：TB331 文献标识码：A 如下：首先采用20％稀硝酸溶液将Cu—SiC材料溶解， 文章编号：1001—9731(2013)08—1188—03 完全溶解后将溶液过滤，然后分离SiC沉淀物并进行 1 引 言 数： 电火花加工是在一定的工作液介质中，在工具和 ㈩… 工件之间施加电压，利用火花放电时的腐蚀现象来蚀 纵一F万忑可一万去 除材料[1’2]。电加工性取决于材料的物理特性，而与材 式(1)中，以。为质量百分数；p。为铜的密度；p，为 料力学性能无关，在难加工材料和形状复杂件的加工 SiC的密度。 中具有明显的加工优势[3“]。在电火花加工中，加工电 3结果与讨论 极是影响加工效果的重要因素，研究者通过研发各种 复合材料来提高电极的加工性能，Shu等-1研究表明，3．1 复合电沉积工艺对SiC含量的影响 用粉末冶金的方法制备了Cu基SiCp复合材料具有优3．1．1 电流密度的影响 良的电加工性能。复合材料由于综合了基体材料和第 电流密度对不同粒径的SiC颗粒在复合镀层中含 二项沉积材料的优点，往往具有更好的电加工性能。 量的影响如图1所示。 复合电沉积技术是制备复合材料的一种有效方法卧’“， 将一种或多种不溶性固体颗粒，均匀地分散到基体金 属材料中而形成一种特殊的复合镀层。尤其是高深宽 比、复杂形状的三维微结构或微器件加工的电火花加 工电极的制备，电沉积往往是一种有效的工艺手段。 朱荻等[10。111通过复合电铸技术，在铜基体中引入抗电 蚀性能优异的石墨微粉，制备了铜一石墨复合电极材 料；用复合电沉积制备铜基SiC电极材料的研究较少， 本文研究了铜基SiC电极的复合电沉积工艺并实验了 电火花电极损耗。 图1 电流密度对SiC含量的影响