1. 激光強化噴射電鍍技術的應用

  為了更好地將激光強化噴射電鍍技術應用于實際，復旦大學葉勻分、郁祖湛設計制作的一套激光強化噴射電鍍裝置，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. 實驗條件

 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：514.5nm;

 陽極：?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;

 陰極移動速率：80μm/s;

 噴嘴直徑：0.5mm;

 施加的陰極電流在5~12mA范圍內，采用恒電流方式。

3. 實驗結果

 a. 鍍層厚度分布

  其中心部分鍍層較厚，邊緣較薄。因為極板中心吸收了激光能量，使照射區(qū)溫度升高，對流增強，擴散層變薄，使電沉積速率提高，電流密度增加，對邊緣影響不大。

 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，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，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，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，實際電流密度增大，導致電沉積速率增大之故。

 d. 流體流速對電沉積速率的影響

  在激光照射下，反應區(qū)溫度上升，使電荷傳遞速率加快，流體流速加大，使反應區(qū)溫度下降，導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，電流效率要比單一噴射鍍高20%左右。這主要是因為電極表面吸收了激光的能量，使反應區(qū)域的溫度有所升高，微區(qū)的鍍液熱對流增強，使擴散層變薄，使電流效率增加。

f. 激光輻射對電鍍質量的影響

  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合良好的鍍層的。而在激光噴射電鍍的情況下，用膠帶實驗、刀割法均表明鍍層與基體結合良好。用質譜儀對鍍金線進行元素深度分布分析，結果表明，在基體與鍍層之間有約0.2μm的“互融”層，使鍍層與基體的結合力增強，可能是激光照射相互擴散所致。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。