電鑄技術(shù)作為一種基于金屬離子陰極電沉積原理制造金屬零部件的精密制造技術(shù)，其基本原理是把預(yù)先按所需形狀制成的原模作為陰極，用電鑄材料作為陽(yáng)極，一同放入與陽(yáng)極材料相同的金屬鹽溶液中，通以直流電。在電解作用下，原模表面逐漸沉積出金屬電鑄層，達(dá)到所需的厚度后從溶液中取出，將電鑄層與原模分離，獲得與原模形狀相對(duì)應(yīng)的金屬?gòu)?fù)制件。電鑄技術(shù)已成功應(yīng)用于精密模具、航空宇航和兵器等高新技術(shù)領(lǐng)域。
但是，電鑄技術(shù)還存在鑄層性能不穩(wěn)定、常溫以及中溫條件下強(qiáng)度不高等問(wèn)題，限制了其進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。為了提高電鑄制品的質(zhì)量，正在進(jìn)行各種改進(jìn)電鑄技術(shù)的研究，主要有：（1）采用脈沖電流。脈沖電鑄是近幾年的研究熱點(diǎn)，因其能細(xì)化晶粒的效果，顯著提高電鑄層質(zhì)量和強(qiáng)度，并且易與其他手段結(jié)合。據(jù)報(bào)道，使用脈沖電流獲得的金屬鎳納米晶粒尺寸在70 nm 左右，電鑄層強(qiáng)度高達(dá)1160 MPa，為微米級(jí)晶粒電鑄層強(qiáng)度的2 倍多。（2）嵌入強(qiáng)化粒子或纖維。例如Ni-WC、Ni-CB、Ni-CNT（碳納米管） 和Ni-SiC 復(fù)合電沉積層，粒子的嵌入顯著提高了電沉積層的拉伸性能，其中，Ni-CNT 復(fù)合電沉積層的強(qiáng)度達(dá)到918 MPa。另?yè)?jù)報(bào)道，采用輕質(zhì)高強(qiáng)度纖維與金屬鎳、銅和鋁進(jìn)行復(fù)合電鑄，如Ni-B 沉積層，其抗拉強(qiáng)度達(dá)到1350 MPa。由于在纖維?金屬電鑄層中，起主要承載作用的纖維強(qiáng)度遠(yuǎn)高于電鑄金屬的強(qiáng)度，所以最終獲得的纖維?金屬?gòu)?fù)合電鑄層的強(qiáng)度極高。
為了滿(mǎn)足某些特殊場(chǎng)合對(duì)更高強(qiáng)度的要求，科研人員將上述兩類(lèi)方法結(jié)合起來(lái)，在使用脈沖電流進(jìn)行電沉積的同時(shí)，將具有更高強(qiáng)度的鎢絲摻雜至電鑄層，獲取了具有極高強(qiáng)度的鎢絲?鎳復(fù)合電鑄層。電鑄實(shí)驗(yàn)陽(yáng)極采用鎳球，陰極為鋁棒，通過(guò)導(dǎo)電環(huán)連接到電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上。鎢絲穿過(guò)導(dǎo)向器緊緊貼在芯模表面。電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鎢絲不斷纏繞在陰極芯模上，同時(shí)控制器帶動(dòng)鎢絲在水平方向上做微小移動(dòng)，如此在圓周上纏絲的同時(shí)進(jìn)行電鑄，獲得圓筒形復(fù)合電鑄層。通過(guò)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和水平軸的移動(dòng)來(lái)控制纖維纏繞間隙，同時(shí)通過(guò)電量來(lái)控制鎳的沉積速度以控制鎢絲的體積分?jǐn)?shù)，將鎢絲均勻地?fù)诫s至電鑄層。選用的鎢絲直徑為20微米，電源采用微秒級(jí)的高頻窄脈寬脈沖電源。
研究結(jié)果表明：隨著高強(qiáng)度鎢絲的不斷摻入，復(fù)合電鑄層的拉伸強(qiáng)度不斷提高，當(dāng)鎢絲的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到45%時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到峰值1650 MPa；鎳晶粒細(xì)化顯著，復(fù)合電鑄層內(nèi)部孔隙率明顯降低，獲得的鎢絲?鎳復(fù)合電鑄層拉伸強(qiáng)度與使用普通直流的結(jié)果相比提高了30%左右；在200、400 和600℃的中溫條件下，鎢絲?鎳復(fù)合電鑄層依然具有很高的拉伸強(qiáng)度，其值分別為1358、911和305 MPa。