发动机连杆自动化纳米复合电刷镀技术及装备

发布时间：2017-07-21 00:18

  本文关键词：发动机连杆自动化纳米复合电刷镀技术及装备

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【摘要】：近年来,伴随着全球经济的快速发展,资源和环境问题日渐凸显出来。再制造因其具有良好的资源节约和环境保护特性,越来越受到人们的重视。近十年来,为建设资源节约型和环境友好型社会,我国政府出台了一系列鼓励发展再制造业的方针政策,使再制造业有了长足的发展。但是,再制造业在我国发展时间较短,仍有许多技术问题需要解决。以发动机连杆大头孔、气缸体缸孔的再制造为例,企业普遍采用手工电刷镀技术修复其尺寸。但是手工电刷镀技术存在着镀层性能一致性差,生产效率较低等问题。此外,操作者长时间接触镀液也会对身体健康产生一定的危害。因此研究自动化电刷镀技术及开发相应的设备具有十分重要的意义。首先,本文通过单因素实验从分析了纳米复合电刷镀技术的工艺过程,研究了镀液pH对纳米颗粒Zeta电位的影响、镀层性能的影响,并分析了纳米颗粒Zeta电位在共沉积过程中的影响。从纳米颗粒电学性能的角度提出一种新的解释金属离子与纳米颗粒共沉积过程的方式。实验结果表明,镀液pH的改变不会改变镍镀层典型的“菜花头”形貌,但会影响“菜花头”形貌的尺寸；镀液pH会改变纳米颗粒的表面电性,进而改变纳米颗粒的沉积方式。其次,根据手工电刷镀工艺特点,设计制造了用于发动机连杆大头孔和气缸体缸孔的自动化纳米复合电刷镀设备。设计了镀液分离回收装置,解决了自动电刷镀过程中六种镀液的自动供给和分离回收这一难题。该设备能够精确控制镀笔的运动轨迹,且一次能够刷镀多组工件,极大地提高了生产效率,减轻了操作者的劳动强度,为发动机再制造产业化发展提供了技术支持。最后,设计了单因素实验和正交实验,利用自行设计开发的自动化纳米复合电刷镀设备制备了镀层。采用金相显微镜,扫描电子显微镜、摩擦磨损试验仪、白光干涉仪、残余应力仪等设备,通过极差分析和方差分析等方法研究了自动化纳米复合电刷镀设备的工艺参数(电压、速度、间距)及镀液颗粒浓度对镀层表面形貌、摩擦磨损性能、残余应力、结合强度等性能的影响,并得到了获得最佳耐磨性和残余应力的最佳工艺参数。通过验证试验证明最佳工艺参数有效,为企业实际生产提供了技术支持。再制造技术的自动化转化是再制造技术的一个重要发展方向。自动化纳米复合电刷镀设备的研制为电刷镀再制造技术产业化推广奠定了基础,其配套工艺参数的研究工作为企业实际生产提供了理论支持和技术保障。本论文得到山东大学与潍柴动力股份有限公司校企合作项目“自动化纳米复合电刷镀技术及设备”(31360005551213)的资助。
【关键词】：电刷镀 共沉积 镀层性能 自动化 再制造
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第1章 绪论13-21
• 1.1 再制造行业概述13-17
• 1.1.1 再制造行业发展概况13-15
• 1.1.2 再制造技术分类15-16
• 1.1.3 再制造行业发展趋势16-17
• 1.2 纳米复合电刷镀技术概述17-20
• 1.2.1 纳米电刷镀技术简介17-18
• 1.2.2 纳米颗粒共沉积机理研究18-19
• 1.2.3 自动化电刷镀设备研究现状19-20
• 1.3 本文主要研究内容20-21
• 第2章 镀液pH对复合镀层性能的影响21-35
• 2.1 实验工作21-22
• 2.1.1 纳米复合镀液的配置21
• 2.1.2 镀层制备21-22
• 2.2 实验结果与讨论22-33
• 2.2.1 镀液中纳米颗粒Zeta电位的测定22-24
• 2.2.2 镀液pH对镀层表面形貌的影响24-27
• 2.2.3 镀液pH对镀层显微硬度的影响27-30
• 2.2.4 镀液pH对镀层摩擦磨损性能的影响30-32
• 2.2.5 基于纳米颗粒Zeta电位的共沉积过程32-33
• 2.3 本章小结33-35
• 第3章 自动化纳米复合电刷镀原理及装备35-47
• 3.1 自动化纳米复合电刷镀设备方案设计35-38
• 3.2 典型零部件设计38-46
• 3.2.1 三向数控工作台设计38-40
• 3.2.2 镀笔主轴部分40-41
• 3.2.3 镀液分离回收系统41-42
• 3.2.4 镀液分离回收系统42-46
• 3.3 本章小结46-47
• 第4章 连杆自动纳米复合电刷镀镀层的磨损率研究47-59
• 4.1 实验方案47-50
• 4.1.1 实验设计47-49
• 4.1.2 实验条件49-50
• 4.2 实验结果与讨论50-58
• 4.2.1 镀层摩擦磨损性能正交试验分析50-55
• 4.2.2 主效应分析55-58
• 4.3 本章小结58-59
• 第5章 镀层残余应力、结合强度及综合性能优化59-71
• 5.1 镀层残余应力59-64
• 5.1.1 镀层残余应力简介59
• 5.1.2 镀层残余应力测试59-61
• 5.1.3 镀层残余应力测试结果61-64
• 5.2 镀层结合强度64-67
• 5.3 镀层磨损率、残余应力综合性能优化67-69
• 5.4 本章小结69-71
• 第6章 总结与展望71-73
• 6.1 工作总结71
• 6.2 研究展望71-73
• 参考文献73-77
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参与课题77-79
• 致谢79-80
• 附件80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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中国博士学位论文全文数据库 前2条

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本文编号：570667