%100`⨯=mm η 《超硬材料电镀制品习题集》参考答案第一章 超硬材料电镀制品概论 1、答案见P2~3之1~6条（须做简化处理） 2、答：超硬材料电镀制品的特点： （1）结构形式：①具有工作层和基体两层结构特点；②具有形状特殊和工作层较薄特点。

（2）工作层组织：①浓度最高，一般在200%左右；②结合力最强；③气孔率最低，可趋近于零；④硬度高，明显高于青铜和树脂磨具。

（3）产品类型：首先，仅仅少部分是磨具，更大部分是非磨削用途的专用工具。

其次，电镀制品当中，有相当一部分是用其他工艺方法难以制造的产品。

3、答：超硬材料电镀制品具有一切超硬材料制品共有的使用性能。

其共性主要表现在比普通磨具加工磨削比高、磨削力小、磨削热也小。

同时，由于电镀工作层具有组织致密、磨粒浓度高、固结牢的特点，使得电镀制品使用性能又有一些独到之处。

其特性突出表现为加工效率高、磨削比高、保形性好以及加工精度高。

第二章 电化学基本知识1、名词解释：③电镀：在基体表面上形成结合牢固、细致紧密、分布均匀的金属层的电沉积。

⑥电流效率：电极上实际析出或溶解的金属质量m`与根据法拉第定律计算的理论值m 之比，通常用%表示。

公式：3、答：法拉第第一定律：在电极上电流引起的物质化学变化的量m 与通过的电量Q 成正比，公式为m=KQ=KIt 。

法拉第第二定律：物质的电化当量与其摩尔质量M 成正比,与其离子价数n 成反比。

公式为K=M/（nF ）。

4、答：电化学当量：表示电极上通过单位电量所形成产物的量，是各物质特有的常数。

公式： 单金属：K=M/（nF ）13、填空 （1）影响电解液电导率的因素为电解液本性、浓度和温度。

（2）电解液导电能力的大小取决于离子浓度、离子淌度、温度。

（3）在离子电荷相同的条件下，H +移动速度比其他离子快5~6倍，OH -移动速度比一般离子快2~3倍，所以强酸强碱的电导率通常比其他电解质 大得多 。

17、④平衡电位：指无外电流通过，电极上氧化与还原速度相等，体系处于动态平衡时的电极电位。

第七章 习题1、答：（1）适用于电镀制品的超硬材料应具备的特殊性能：①晶形和强度：晶形应规则完整，起码是等积形块状结构；强度应是MBD 以上的中强度和高强度的品种。

②粒度组成：要求比较严格，希望增大基本粒的百分比，减少粗粒和细粒，尤其尽可能减少最粗粒和最细粒。

③表面状态：最好表面粗糙化，镀前必须经过表面净化和亲水化处理。

④磁性杂质：必须使用弱磁性磨料，减少磁性杂质对电镀制品的影响（2）电镀前超硬材料须进行处理的原因： 一是要表面净化以除去杂质，二是要除去表面上单分子吸附层，以便颗粒能亲水并沉积到基体上。

二者都是为了增强镀层与磨料间结合力。

2、答：超硬材料电镀制品基体的材质选择： （1）机械性能：要满足硬度、强度、刚性等机械性能的要求，同时要有较好的可加工性。

（2）电化学性质：应具有较高的氢过电位，使氢不易在基体上析出。

一般选择低碳钢、低合金钢和调制钢，有时也使用含碳量较高的碳素工具钢如T9~T12、滚珠轴承钢。

8、答：初级光亮剂主要有糖精、2，7—萘二磺酸钠等。

作用：主要是使镀层结晶变细，并有一定光泽；它与次级光亮剂配合使用，可获得全光亮镀层；它能使镀层产生压应力，抵消次级光亮剂产生的拉应力，减少内应力，增大其延展性。

此外，还能增大阴极极化。

9、答：次级光亮剂主要有甲醛、1，4—丁炔二醇、香豆素等。

作用：单独使用时可使镀层产生很大的拉应力而发脆，能显著增大阴极极化；在初级光亮剂的配合下产生全光亮镀层，可使获得光亮镀层的电流密度范围明显扩大，并且整平快出光快，内应力小，脆性小。

第八章习题1、答：金属基体与镀层之间的结合形式主要有：机械结合、金属键结合与范德华力的结合。

2、答：未经镀前处理的金属基体其表层组织由外到里通常的构成：气体吸附层、氧化膜、非结晶层和加工变质层。

3、答：镀前处理总的目的：使表面平整，除去表面污物和表层不良组织，暴露出基体金属内部的正常结构，以便于溶液中的金属离子在洁净的处于活化状态的金属晶体表面上实现电沉积，从而获得镀层与基体之间的良好结合。

4、答：基体镀前处理工艺方法通常可划分为四类：机械处理、化学处理、电化学处理和超声波处理。

9、答：化学除油碱液的主要成分及其作用：（1）氢氧化钠：强碱，具有很强的皂化能力，使油脂皂化而除去；同时具有一定的乳化能力。

（2）碳酸钠：有一定碱性。

对pH值有一定缓冲作用，有利于维持溶液的碱性。

（3）磷酸钠：具有类似碳酸钠维持碱性的作用。

此外，磷酸根还具有一定的乳化能力和良好的润湿性。

（4）乳化剂（OP乳化剂）：较强的乳化作用。

10、答：电化学除油效率高效果好的原因：整个电解去油过程存在三种除油作用：（1）碱液皂化和乳化作用；（2）电极极化作用（增强乳化作用）；（3）析出气体作用（强烈的乳化作用）。

由于上述后两点作用的存在，使得电化学除油比化学除油速度高好几倍，而且除油更彻底。

12、解释：①强浸蚀：是连接在初步除油之后的一个镀前处理步骤，其目的主要是除锈（包括氧化皮），同时还可以除去表层不良组织，露出正常的金相组织。

②弱浸蚀：又叫活化处理，是基体在电镀前的最后一道预处理工序，其目的是在临电镀前除去基体表面上极薄的一层氧化膜，暴露出基体的金相组织，以便待镀金属离子的沉积，实现镀层与基体之间的牢固结合。

④电化学浸蚀：通入电流的浸蚀。

⑤缓蚀剂：是一种表面活性剂，其作用是减缓强浸蚀过程中基体金属的溶解，防止过浸蚀，保证基体尺寸，同时减少渗氢，防止基体氢脆。

16、答：不镀部位的绝缘处理通常采用的方法：包扎法、涂覆法、浸渍法和夹装法。

第九章习题1、解释：①复合镀层：由固体微粒均匀分散在金属中形成的镀层，也叫分散镀层或弥散镀层。

②复合电镀：使固体微粒分散在镀层中的电镀方法，也叫弥散电镀。

2、答：复合镀层的一般构成：底镀层、上砂镀层、加厚镀层、光亮镀层和分散微粒。

3、解释：①CECD法：即悬浮共沉积法，该上砂法是将阴极平行于阳极垂直悬挂，并在整个电镀过程中连续搅拌溶液。

只适于微粉及细颗粒。

②SCD法：即沉降共沉积法，该上砂方法是将阴极水平放置，阳极安置在阴极上方，按一定周期间歇搅拌溶液。

适合于较粗颗粒。

也叫落砂法。

6、解释：①空镀：也叫预镀，是基体经表面处理后放进镀槽中首次电镀而在基体表面上电沉积出薄薄一层金属镀层的电镀工序。

其目的是使镀层与基体充分接触，以增强结合力。

②上砂镀：即上砂，它是连在空镀步骤之后的一个电镀工序，其目的是通过金属的电沉积，将紧靠基体表面的一层砂子初步固结在底镀层上。

③加厚镀：简称加厚，是在已经上好砂的镀件除去外围浮砂之后而进行大电流电镀，从而将镀层加厚的一个电镀工序，其目的是充分固结磨粒。

④光亮镀：是复合电镀的最后一个步骤，它是制品整体的最后精饰步骤，将制品的工作层和非工作部分的表面都同时镀上一薄层光亮镀层，作防护装饰之用。

11、答：普通镀镍溶液中各成分作用：①主盐（硫酸镍和氯化镍）：向阴极提供Ni2+。

②阳极活化剂（氯化镍或氯化钠）：电离出Cl-而促进阳极溶解，同时提高导电性和分散能力。

③导电盐（硫酸钠和硫酸镁）：提高电导率。

此外硫酸镁还能使镀层色泽更白且柔软。

④缓冲剂（硼酸）：缓冲使pH值稳定。

⑤润湿剂（十二烷基硫酸钠）：润湿电极，防止或减少针孔和麻点，促使硼酸部分转化成四硼酸从而增强缓冲性。

13、答：电镀镍钴合金的电极反应：阳极：Ni-2e=Ni2+（主）2H2O-4e=O2↑+4H+（副）阴极：Ni2++2e=Ni（主）2H++2e=H2↑（副）Co2++2e=Co14、答：润湿剂的配制方法：十二烷基硫酸钠先用少量蒸馏水降其调成糊状，再加100倍以上的沸水溶解。

最好煮沸一段时间，澄清后趁热在搅拌下加入镀液中。

光亮剂：①糖精和丁炔二醇：可分别用温热的蒸馏水溶解，配成浓度为20%~30%的溶液，然后趁热加入镀液中。

②香豆素：一份香豆素用10倍质量的酒精溶解，接着用相当于酒精质量10倍的热蒸馏水（80℃以上）稀释，然后立即在搅拌下加入镀液中。

③甲醛：经过滤的甲醛溶液，用10倍的水稀释，在搅拌下加入镀液。

18、答：加一个换算系数原因：镀层不仅是电沉积金属，还包含非电沉积的磨料颗粒。

确定系数方法：若磨料所占镀层体积比为x，则金属体积比为1-x，以（1-x）δ代替δ，可得到公式为（1-x）δ=Ki C tη/γ。

20、解：粒度为140/170的颗粒尺寸为106~90μm，则埋入粒径δ=0.7×（106+90）/2=68.6μm。

由δ=2Ki C tη/γ，得第十章习题2、答：将锉坯放在专用的上砂夹具上,用小勺或吸管将金刚石一份一份地从槽外移来，均匀地撒在锉坯上，电镀上砂。

为防止尖端效应导致上砂不均匀，可在尖端采取绝缘屏蔽措施。

然后将锉刀朝下的部位换为朝上，再一次撒金刚石进行上砂。

上砂电流密度不能高，通常采用0.25~0.5A/dm2。

i C过高，则被镀面上会形成绿色的碱式镍盐，从而造成废品。

3、写出电镀金刚石磨头的工艺流程答案见P155。

6、答：电镀金刚石内圆切割片的工艺特点：（1）电镀在专用的有机玻璃模具中进行；（2）采用电解抛光浸蚀基片；（3）镀底层前要进行反电处理以活化表面；（4）上砂和加厚同时进行，而且不断转换角度进行立镀和平镀。

8、写出电镀金刚石掏料刀的工艺流程答案见P1619、答：掏料刀临时芯型类型及特点：①有机玻璃芯棒：易加工制备，成型后需化学镀铜或镍；去除时可车，可溶也可软化。

②低熔点合金芯棒：易车削制备，本身导电，毋须化学镀；去除时加热熔化即可。

③基体预留芯型：不需其他材料，本身即是良好的基体；去除时采用车磨方式，操作难度较大。

25、解：δ=0.7×（106+125）/2=80.85(μm)。

)(88.2952.1095.129.885.802hKitC=⨯⨯⨯⨯==ηδγ。