电镀人造金刚石钻头是电镀金刚石工具中的一种,适用于钻进中硬至坚硬岩层、钢筋混凝土、建筑材料、耐火材料、陶瓷及其它硬脆非金属材料,现已被广泛应用于地质勘探、工程勘察、建筑材料加工、宝玉石加工、医疗保健、塑料模具制造等领域。该项制造技术起源于20世纪70年代初期,经过三十多年的发展,其制造水平有了很大的提高,但还存在许多问题,如金刚石钻头生产周期长、保径效果欠佳、适应范围窄等。特别是近年来,随着我国地质工作的大力推进与拓展,电镀金刚石钻头制造业的发展面临着巨大的机遇和挑战。因此,实现快速生产电镀金刚石钻头,并提高钻头的综合性能,以满足不断扩大的市场需求,是一件迫切而有意义的事情。基于电镀金刚石钻头现今的具体实况与存在问题,本论文借鉴超声波在电镀中的应用,开展了超声波在电镀镍基金刚石钻头中的应用研究。即在前人研究电镀金刚石钻头的基础上,将超声波引入电镀金刚石钻头制造过程中,解决当前电镀金刚石钻头中存在的问题,
实现电镀金刚石钻头的快速、优质生产。按照论文的主旨,采用电化学测试技术、一材料结构测试技术、材料机械性能测试技术,开展了超声波对镍电沉积机理、镀液性能、镀层微观结构、镀层机械性能等方面的影响研究。在超声波作用机理研究及超声波对镀液、镀层性能的影响研究的基础上,开展了超声波电镀金刚石钻头制造工艺的研究,最后进行超声波电镀钻头的室内外钻进试验。超声波对镍电沉积机理的影响研究,主要包括以下5个方面:(l)利用塔菲尔曲线,研究超声波对镍电沉积动力学过程的影响:(2)根据线性扫描曲线,分析超声波对镍电沉积阴极极化的影响;(3)利用电化学循环伏安技术,区分镍电沉积时阴极极化的类型;(4)采用单电位阶跃计时电流法,研究超声波对镍电结晶过程的影响;(5)利用线性扫描技术,研究超声波对镍电沉积过程中阴极析氢反应的影响。
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