脈衝電流對鎳鈷合金電鑄製程研究

The Effects of Pulse Current on Nickel Cobalt Alloy Electroforming

簡文政(Wen -Cheng Chien)

指導教授 ： 李碩仁

元智大學/工程學院/機械工程學系/碩士(2005年)

摘要

本實驗以原有之胺基磺鎳電鑄基礎發展至鎳鈷合金電鑄，電流控制由基本直流電衍生至脈衝電流控制，藉由控制脈衝電流參數來探討脈衝參數對鑄層機械性質與化學性質影響，包含:表面粗糙度、腐蝕速率、硬度、應力及鈷含量等。實驗操作變因為電流密度、頻率與 任務週期等；所獲得的品質與直流電鑄不同。使用檢測設備為表面粗糙度計、OM顯微鏡、共焦顯微鏡、恆電位儀、維克氏硬度計、張角應力計(model 683 deposit stress analyzer)與EPMA成分分析儀等，以了解鑄層各項特性趨勢。
實驗中直流電鑄部分鈷離子隨電流密度增加鈷離子逐漸增加，低電流密度鈷離子濃度約有30%，高電流密度為16%左右，使用脈衝電鑄可使整各鍍層鈷離子均勻化，不管高電流密度或低電流密度鈷離子為30%左右。使用表面粗糙度計量測發現直流電鑄隨電流密度增加而漸增，最佳Ra值為0.05 μm左右，使用脈衝控制表面粗糙度也隋著電流密度增加而增加，最佳Ra值可達到0.03 μm。使用共焦顯微鏡顯微鏡觀察也是相同結果。另外使用維克氏硬度計量測鑄層硬度，發現硬度則與電流密度成反比現象，直流電鑄的最大硬度值可達480 (Hv100)，使用脈衝電鑄硬度值最大可達到520 (Hv100)。發現直流電鑄應力隨電流密度加大而呈漸增趨勢，鍍層內應力可控制在5 kg/mm2以下，使用脈衝電鑄鍍層應力最佳可控制在3 kg/mm2左右，在脈衝電鑄中發現任務週期小有較低應力。直流電鑄腐蝕電流約為2.2E-5 (A/cm2)左右，使用脈衝明顯改善，腐蝕電流約為9.5E-6 (A/cm2)左右。

關鍵字

脈衝電流 ； 合金電鑄 ； 鎳鈷合金

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參考文獻

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