发布于 2013年12月15日
加工速度
在金属沉积的几个阶段中，离子的迁移过程为其瓶颈，该过程的速度决定了整个沉积速 度。电解液相对于阴极表面作高速运动产生强烈对流迁移是提高沉积速度的有效途径。阴极 移动、压缩空气搅拌、机械搅拌、阴极超声振动等措施都是很有效的方法。但是金属的沉积速 度正比于电流密度，电流密度受极限电流等多种因素限制而不能任意提高。
铸层均勻性
金属电沉积速度一般正比于阴极电流密度，电流密度的分布也就是电沉积速度的分布。 对于复杂型面阴极芯模，电沉积层表面总是微观不平的，存在微小的凸起和凹陷。在凸起的地 方电流线集中，凹陷处电流线稀疏。这样一来随着电沉积的持续，凸起和凹陷被加以放大，表 面愈来愈粗糙，如不加以有效控制，可能在没达到足够厚度时，已经出现严重枝状凸起甚至烧 焦，使电铸工艺失败。
铸层缺陷
电沉积过程中由于在电铸过程中析出的氢气以及电流密度低等原因，铸层易出现麻点、针 孔、结晶粗大、出现应力，使得铸层的物理特性下降，过大的内应力可能会引起铸层变形，甚至 于开裂。
提高电铸加工质J1的途径
脉冲电流电铸
脉冲电流电铸是提髙铸层质量的一个有效手段。在脉冲间歇时间内，阴极界面处的金属 离子得以迅速补充，降低了扩散层的有效厚度，大大减少了浓差极化，可以采取高于常规直流 电沉积的电流密度，从而产生更高的电化学极化，以细化晶粒、提高铸层致密度。在晶核生长 过程中，由于存在间歇时间使晶体的增长受到限制，减弱外延生长的趋势，避免了粗大晶粒的 产生，显著提高了铸层的致密性和均匀性。
在脉冲电铸中，随着平均电流密度的增加，铸层的晶粒尺寸逐渐减小，晶粒排列致密;峰值 脉冲电流密度越大，晶粒越致密。采用脉冲电铸可以获得比采用直流电流时晶粒细致的多的 铸层结构，表面质量明显好于直流电铸。图5.37为直流电铸和脉冲电铸铸层表面粗糙度的 对比。
喷射电铸
喷射电铸是将含有高浓度铸层金属离子的电解液以高速喷射的形式，有选择地喷向阴极 进行金属电沉积。电铸液以高速喷射的形式喷向阴极表面为提高金属离子迁移速度提供了强 大动力，使阴极表面离子数量得到迅速补充，有效地降低了由于金属离子迁移缓慢造成的浓差 极化。铸层表面的电铸液以强烈紊流形式流动极大地降低了扩散层的厚度，使极限电流密度
a一光滑；b一半光滑》c—粗糖；d—树状及烧焦 1—直流电流；2—脉冲电流；J=4A;TON = 0. 4 ms； Toff = 0. 6 ms 图5.37直流电铸和脉冲电铸铸层表面粗糙度的对比
大幅度提高，可以以较高的电流密度进行电铸，从而实现髙速电铸。喷射电沉积镍的沉积速度 可高达32 fxm/min,为常规电沉积的90倍左右，沉积层的平均硬度可达552HV,而常规硬度 在200HV左右。
当电铸液以很细的喷射形式喷向阴极表面时，喷射冲击区的电场分布和电流密度近似均 匀，克服了传统电铸由于电场分布不均匀造成的铸层厚度的不均勻，同时也尽可能地避免了电 铸层的缺陷。喷射电铸可以实现对工件的局部电铸，可以先对芯模的电铸薄弱环节（如深槽结 构等）进行电铸。
随着极化过电位的增长，金属沉积时电结晶的临界尺寸减小，晶核形成的几率增加，使得 晶粒变细，铸层致密。喷射电铸可以采用远高于普通直流电铸和脉冲电流电铸的电流密度进 行电沉积，进而产生更高的电化学极化,进一步达到细化晶粒、提高铸层致密度的效果。在高 速液流的冲击下，析出的氢气微气泡也难以附着在阴极表面，降低了铸层出现针孔和麻点的可 能，提高了铸层的表面质量。
复合电铸
复合电铸是在电铸金属中夹杂弥散强化的粒子或纤维，使铸层金属的力学性能得到提高 的一种工艺方法。复合电铸的主要形式有：交替沉积两种不同金属形成层状材料。当交替沉 积铜和镍的总厚度至1 mm时，复合层的强度随复合层数的增加而升高，但其塑性并未降低； 在电铸溶液中加人弥散的固体微粒，可使其与金属离子共沉积而形成含有固体微粒的金属层， 以提高强度、硬度和耐磨性。如在Ni-P的沉积中加人SiC颗粒或在芯模表面缠绕高强度纤 维丝可获得镶嵌有纤维的金属电铸层，从而达到强化电铸层的目的。
组合电铸
由于电场分布不均匀，传统的电铸对于深槽的沉积质量和效果是十分不理想的。在进行 深槽电铸时，电流密度的分布极其不均匀，槽底的电流密度远小于槽顶，导致铸层金属分布严 重不均匀，甚至不连续（如图5. 38所示）。组合式电铸技术的提出有效地解决了这一类问题。 采用组合式电铸则可将这些部位作为独立件用常规的加工方法先行制造出来，和芯模组合在 一起进行电铸。在电铸时可以通过金属的沉积将它们与铸层有机地结合为一体，从而达到制 取产品的目的。