任建华博士答辩公告

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任建华博士答辩公告

发布时间:2016-09-29浏览次数:912作者:来源:机电学院供图:审核:

答辩博士：任建华

指导教师：朱荻教授

论文题目：液体火箭发动机推力室身部外壁电铸应用基础研究

答辩委员会：

主席：孙庆鸿教授/博导东南大学

委员：李小宁教授/博导南京理工大学

康敏教授/博导南京农业大学

朱荻教授/博导南京航空航天大学

曲宁松教授/博导南京航空航天大学

朱增伟教授/博导南京航空航天大学

徐正扬教授/博导南京航空航天大学

秘书：朱栋副教授/硕导南京航空航天大学

答辩时间：2016年10月9日14:00-18:00

地点：南航明故宫校区15#-B505

本文针对液体火箭发动机外壁电铸中存在的技术问题，主要完成的工作有：结合摩擦辅助电铸技术提出一套完整的锆铜基体前处理工艺，提高了电铸外壁与基体连接强度。将机械摩擦应用到硫酸盐电铸铜工艺中，提高了电铸铜过渡层的表面质量和强度。提出了阴极平动及转动与游离微珠摩擦辅助电铸相结合的电铸技术进行电铸镍试验研究，有效提高了电铸镍外壁的表面质量和性能。

主要研究工作和创新点如下：

1）提出了一套完整的锆铜基体前处理工艺流程，获得了电铸镍与锆铜基体的结合强度为183.6～346.3MPa，采用电铸铜过渡层的电铸镍、电铸铜与锆铜基体的结合强度为184.8～405.9MPa。针对锆铜基体的系统的前处理工艺，为前处理后的零件获得较高结合强度的100%成功率提供了保证。

2）提出了摩擦辅助硫酸盐电铸工艺，成功将机械摩擦应用于硫酸盐电铸铜，提高电铸层质量和性能。在较低转速下得到显微硬度达到139HV，抗拉强度达到333Mpa的电铸层。采用不溶性阳极时，可进一步增强电铸铜的机械性能，抗拉强度为460Mpa。

3）提出了阴极复合运动摩擦辅助电铸镍工艺。研究发现阴极电流密度、平动速度、自转速度对镍电铸层性能的有不同程度的影响，采用优化参数得到了抗拉强度为581MPa，延伸率为17%，显微硬度为248HV的镍电铸层。

4）设计了一套针对推力室缩比件外壁的电铸加工设备。设计了上、下槽叠放的电铸主装置，设计了独立旋转机构，并配备了相应的引电装置和防漏球柔性装置，解决阴极旋转引电问题，避免了卧式机床旋转副密封难题。实现阴极不断电的快速移动，缩短阴极入槽的时间，增强电铸层结合力，提高零件电铸加工的成功率。

5）设计了针对液体火箭发动机推力室身部缩比件外壁的填充工艺。针对打压模拟件的直沟槽结构，设计了机加工开槽铝条填充和发明了支撑蜡与冷镶嵌料混合铜银粉的复合填充工艺；针对复杂曲面形状内壁上变截面沟槽，使用复合填充技术成功填充冷却腔道，并适用于游离微珠摩擦辅助电铸技术在缩比件外壁电铸上的应用；成功完成打压模拟件外壁的电铸，通过压力测试。

6）综合前处理工艺、沟槽填充工艺、电铸铜、电铸镍以及相应的电铸后处理工艺，在打压模拟件成功通过压力试验的基础上，成功进行了液体火箭发动机推力室身部缩比件外壁的电铸成形。实现了大壁厚推力室缩比件外壁3mm厚电铸镍的成形，大大缩短了生产周期。为液体火箭发动机推力室身部外壁电铸加工的合格率提高到100%提供了新的途径，节约生产成本，提高研制效率。

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