纳米颗粒增强模具表面新技术

纳米颗粒增强模具表面新技术

一、选题简介、意义

随着我国家电、汽车工业的迅速发展，对模具行业提出了更高的要求。将模具表面强化处理，可以明显提高模具表面的硬度、耐腐蚀性及耐磨性，提高模具的使用周期和使用寿命，减少模具维修时间并明显提高模具生产率，是模具工业的研究热点。

在原有技术的表面强化的基础上，有一大批实用的表面强化新技术相继得以开发，并推广到了模具制造中。其中纳米技术的不断发展，纳米颗粒增强模具表面的技术得到了越来越多研究者关注。基于电沉积技术可以有效、方便、快速地获得多种纳米颗粒增强层，利用电沉积技术将纳米颗粒与工件通过一定手段共沉积到模具表面，从而获得具有更高的硬度、耐磨性及其它强化性能的特性。纳米颗粒的电镀技术存在加入的纳米颗粒颗粒是否能分布均匀的问题，这是决定电镀成品关键性因素。

针对以上问题，本课题提出一种新的电镀方案。即采用高速冲液装置电镀方式。在电镀过程中，通过高速冲液装置将含有纳米颗粒的电镀液以很快的速度流过工件表面，将团聚的纳米颗粒冲散开来，同时冲走副反应生成的氢气，从而将电镀层中纳米颗粒含量提高。最终获得具有性能优异的纳米颗粒复合电镀层。

本课题重点研究高速冲液装置系统，设计合理的结构来防止模具表面强化层中纳米颗粒发生团聚效应。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

本课题致力于研究纳米颗粒模具表面强化技术，结合前人对复合电镀技术的研究成果，现提出这现提出这一方法。通过加入纳米颗粒，反复试验，解决了一些传统电镀工艺存在的缺陷。同时提出了高速冲液装置改善了纳米颗粒在电镀过程中出现的纳米颗粒团聚效应。利用改进后的设备以及优化的工艺过程和参数，该设备可以强化简单的模具零件表面，并对其硬度和耐磨性进行检测，能够获得具有较高性能的表面强化。

根据近年来纳米颗粒电镀技术的不断发展以及出现的问题，本课题确定了研究方向之后再提出了较好的解决方案，高速冲液装置可以简单，经济的制作出理想的电镀产品。本论文中介绍并分析了该装置的结构设计。

本次设计，能够达到预期的目标与结果，发现在电镀液加入30g/L纳米氧化铈可以显著提高模具表面的硬度和耐磨性。但是本次的设计依然存在着不足。就高速冲液装置防水方面有一些问题，在零件的拆装方面比较繁琐。

三、设计（论文）体系、结构（大纲）

第一章绪论

1.1模具工业的作用、现状和存在的问题

1.2 模具表面强化技术

第二章电镀技术简介

2.1电镀技术原理与特点

2.2 电镀镍

第三章纳米颗粒增强电镀制造技术

3.1 原理与国内外研究现状

3.2 存在的问题以及拟解决的办法

第四章高速冲液装置设计

4.1 设计原理图

4.2高速冲液装置中电镀液流通方式

4.3高速冲液装置的材料选择

4.4 高速冲液装置的结构设计

4.5 引电方式

4.6温控系统

4.7 循环系统

4.8电镀加工电源

4.9 电镀过程

第五章实验过程和实验结果

5.1硬度分析

5.2摩擦磨损性能检测分析

5.3 微观结构

总结与展望

致谢

参考文献

总结与展望

本课题的研究内容总结如下：

本次设计，能够达到预期的目标与结果，发现在电镀液加入30g/L纳米氧化铈可以显著提高模具表面的硬度和耐磨性。但是本次的设计依然存在着不足。就高速冲液装置防水方面有一些问题，在零件的拆装方面比较繁琐。由于本人自身知识储备有限，对这些问题的理解不透彻，所以提不出更好的解决方案。当然本课题虽然结束了，但是我还会继续完善这些问题与不足。

参考文献

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