。54 北京科技大学学报 第33卷 过程的高速变形机理知之甚少，形成的侵彻体与靶 30惡IL1HB0.使用纯度为99.985%的镍板作为 体的相互作用以及变形机理的研究也很少.本文利 阳极，并将其放入阳极篮中，以减少阳极泥向铸液中 用直流电铸技术制备纯镍药型罩并进行静破甲实 扩散.使用不锈钢锥形模作为电沉积的芯模，使用 验，通过观察，对比电铸镍药型罩经历爆轰变形前后 前芯模经过机械抛光、丙酮超声清洗，最后在硝酸溶 的微观组织和织构变化，对静破甲实验后的杵体进 液中钝化30以保证电铸镍药型罩能够成功脱模. 行微观组织和化学成分分析，对电铸镍药型罩的高 电铸液温度保持在53℃，H值为40阴极电流密 速变形行为进行初步探讨. 度为4Am2.在使用添加剂的条件下，直流电铸 实验材料及方法 厚度约为3m的药型罩毛坯.电铸镍药型罩毛坯 1 经过450℃、2的真空退火后，精加工制成精密药 制备电铸镍药型罩的实验设备在文献[6]中己 型罩，聚能装药后，进行静破甲实验，静破甲后回收 详细描述.本实验中电铸液的主要成分为4008 到质量为7.5的杵体.图1(3和(b分别是所制 C Ni NH0)24HQ10每LNC·6HO和 备电铸镍药型罩毛坯和收集到杵体的外观图. 5 mm 图1电铸镍药型罩和杵体的外观图.（药型罩：（杵体 F I Phoos of ekectropmed nickel liner of shaped charge(a and recovered sug(b 利用光学显微镜对电铸镍药型罩和静破甲实验 后杵体的微观组织进行对比观察，利用配有X射线 能谱仪的日立S520扫描电镜对杵体微观组织和 化学成分进行分析，并利用电子背散射衍射分析技 术(EBSD对杵体的晶粒取向分布进行分析，探讨 电铸镍药型罩经历爆炸变形后侵彻体的高速变形 行为. 20m 2实验结果 图2电铸镍药型罩中沿壁厚方向的微观组织 21电铸镍药型罩的微观组织特征 F 2 Micostuc ture a bng the thickness of the elc trofmed nickel 图2是电铸镍药型罩沿壁厚截面的金相组织. liner of shaped chage 从图中可以看出，药型罩的晶粒沿壁厚方向呈柱状 行了分析.图3（马和(b分别是高速变形前电铸镍 晶形态分布.沿药型罩整体壁厚方向的观察显示， 药型罩外表面，即垂直于晶粒生长方向对200个以 药型罩内表面处，晶粒的尺寸小于药型罩外表面的 上的晶粒进行分析得到的{100极图和反极图.从 晶粒，呈现一定的不均匀性.这种晶粒尺寸沿整个 图3显示的极图和反极图可以看出，电铸镍药型罩 药型罩壁厚方向分布的不均匀性通过硬度测试结果 的晶粒取向有明显的偏聚，大部分晶粒分布在靠近 也得到确认.研究表明，这种晶粒形态的柱状结构 [100方向周围.经分析可知，电铸镍药型罩中存在 是电镀镀层中常见的一种晶粒生长形式”.一般纯 [100]丝织构，也就是说大部分晶粒沿药型罩的壁 金属沉积物通常采取柱状的生长方式，开始时先形 厚以[100取向生长，最终晶粒呈柱状晶形态.研究 成细晶，随后柱状晶形核并长大8- 表明，电铸金属所形成的微观织构的取向与电铸液 利用EB9D技术对电铸镍药型罩的微观织构进 成分和工艺参数有关0.药型罩在受到爆轰力作北 京 科 技 大 学 学 报 第 33卷 过程的高速变形机理知之甚少.形成的侵彻体与靶 体的相互作用以及变形机理的研究也很少 .本文利 用直流电铸技术制备纯镍药型罩并进行静破甲实 验, 通过观察, 对比电铸镍药型罩经历爆轰变形前后 的微观组织和织构变化, 对静破甲实验后的杵体进 行微观组织和化学成分分析, 对电铸镍药型罩的高 速变形行为进行初步探讨. 1 实验材料及方法 制备电铸镍药型罩的实验设备在文献 [ 6] 中已 详细描述 .本实验中电铸液的主要成分为 400 g· L -1 Ni( NH2 SO3 ) 2·4H2O、10 g·L -1 NiCl2· 6H2O和 30 g·L -1 H3BO3 .使用纯度为 99.985%的镍板作为 阳极, 并将其放入阳极篮中, 以减少阳极泥向铸液中 扩散.使用不锈钢锥形模作为电沉积的芯模, 使用 前芯模经过机械抛光 、丙酮超声清洗, 最后在硝酸溶 液中钝化 30 s以保证电铸镍药型罩能够成功脱模 . 电铸液温度保持在 53 ℃, pH值为 4.0, 阴极电流密 度为 4 A·dm -2 .在使用添加剂的条件下, 直流电铸 厚度约为 3 mm的药型罩毛坯 .电铸镍药型罩毛坯 经过 450 ℃、2 h的真空退火后, 精加工制成精密药 型罩, 聚能装药后, 进行静破甲实验 .静破甲后回收 到质量为 7.5 g的杵体 .图 1( a)和 ( b)分别是所制 备电铸镍药型罩毛坯和收集到杵体的外观图. 图 1 电铸镍药型罩和杵体的外观图.( a) 药型罩;(b) 杵体 Fig.1 Photosofelectroformednickellinerofshapedcharge( a) andrecoveredslug( b) 利用光学显微镜对电铸镍药型罩和静破甲实验 后杵体的微观组织进行对比观察, 利用配有 X射线 能谱仪的日立 S--520扫描电镜对杵体微观组织和 化学成分进行分析, 并利用电子背散射衍射分析技 术 ( EBSD)对杵体的晶粒取向分布进行分析, 探讨 电铸镍药型罩经历爆炸变形后侵彻体的高速变形 行为 . 2 实验结果 2.1 电铸镍药型罩的微观组织特征 图 2是电铸镍药型罩沿壁厚截面的金相组织. 从图中可以看出, 药型罩的晶粒沿壁厚方向呈柱状 晶形态分布.沿药型罩整体壁厚方向的观察显示, 药型罩内表面处, 晶粒的尺寸小于药型罩外表面的 晶粒, 呈现一定的不均匀性 .这种晶粒尺寸沿整个 药型罩壁厚方向分布的不均匀性通过硬度测试结果 也得到确认.研究表明, 这种晶粒形态的柱状结构 是电镀镀层中常见的一种晶粒生长形式 [ 7] .一般纯 金属沉积物通常采取柱状的生长方式, 开始时先形 成细晶, 随后柱状晶形核并长大 [ 8--9] . 利用 EBSD技术对电铸镍药型罩的微观织构进 图 2 电铸镍药型罩中沿壁厚方向的微观组织 Fig.2 Microstructurealongthethicknessoftheelectroformednickel linerofshapedcharge 行了分析.图 3( a)和 ( b)分别是高速变形前电铸镍 药型罩外表面, 即垂直于晶粒生长方向对 200 个以 上的晶粒进行分析得到的 {100}极图和反极图.从 图 3显示的极图和反极图可以看出, 电铸镍药型罩 的晶粒取向有明显的偏聚, 大部分晶粒分布在靠近 [ 100]方向周围 .经分析可知, 电铸镍药型罩中存在 [ 100]丝织构, 也就是说大部分晶粒沿药型罩的壁 厚以[ 100]取向生长, 最终晶粒呈柱状晶形态 .研究 表明, 电铸金属所形成的微观织构的取向与电铸液 成分和工艺参数有关 [ 10] .药型罩在受到爆轰力作 · 54·