柔性电极电火花沉积试验研究

针对硬质电极电火花沉积技术存在的放电间隙不可控、沉积过渡过程不稳定、沉积物质不均匀等问题,开发了柔性电极电火花沉积系统。通过利用柔性电极代替传统硬质电极及通过工件的旋转代替电极的运动,改善了传统电火花沉积中存在的问题。最后进行了沉积试验。结果表明:柔性电极电火花沉积过程中极间放电稳定连续,有效消除了传统硬质电极电火花沉积中放电不均匀的问题。所获沉积层截面致密均匀,基本消除了沉积层中的孔洞、裂纹等缺陷,沉积物质的分布较为均匀。     

连续电火花沉积WC-12Co涂层应力场数值模拟

为了对连续电火花沉积WC-12Co涂层的残余应力进行分析,文中运用生死单元技术,设定适当边界条件,建立了连续电火花沉积模型,运用ANSYS有限元分析系统进行数值模拟,得到不同深度残余应力随时间变化曲线. 结果表明,沉积残余应力主要以平行于工件表面方向的应力为主,且最大拉应力出现在涂层表面上. 文中还利用连续电火花沉积模型对工艺参数和残余应力的影响进行了分析,预测了可获得良好涂层界面的最佳工艺参数范围,并通过电火花沉积试验验证了预测结果的正确性.     

超声辅助电火花沉积装备的设计

从分析电火花沉积技术的优缺点出发,提出了一种超声辅助电火花沉积工艺,且基于电火花沉积理论与超声振动系统理论,分析了电火花沉积工艺引入超声技术后实现修复与抛光的可行性,并设计了应用于此修复工艺的手持式轴向超声振动装置.     

电火花沉积技术研究现状与展望

电火花沉积技术被广泛地应用于零部件表面涂层的制备与损伤的修复.简要介绍了电火花沉积技术的原理,概括了其进行表面强化与修复的优点.系统地讨论了电火花沉积技术主要工艺参数(电压、电容、比沉积时间和氩气流量)对涂层的沉积效率、形貌、缺陷、组织结构和性能的影响规律,其中热量的输入与释放速率是工艺参数对涂层制备产生影响的关键因素,低能量输入下易获得高性能的涂层,但沉积效率较低.针对电火花沉积技术自身裂纹与孔洞缺陷多、沉积效率低、制备涂层不均匀等问题,介绍了在沉积过程自动化、沉积原理优化、与其他技术复合方面做出的技术改进.其中,通过实现与其他表面强化技术的复合是进一步提高涂层性能的有效方式,将是未来研究的重点内容之一.随后,基于工程实际对高性能涂层的需要,介绍了电火花沉积技术在制备陶瓷、高熵合金、非晶涂层中的应用,电火花沉积技术快热急冷的特点,使其在制备涂层的过程中表现出极佳的细晶、非晶、固溶相形成能力.最后总结了电火花沉积技术存在的问题,并对其未来的发展方向进行了展望.     

旋转电极接触力对电火花沉积放电过程参数和材料转移的影响

为了研究旋转电极接触力对电火花沉积放电过程参数和材料转移的影响,进行了不同接触力下的电火花自动沉积试验.分析了不同接触力下的各种放电波形的数量、放电脉冲的平均电压和电流等放电参数、电火花沉积的转移效率和沉积效率、沉积层的表面形貌和截面形貌、表面粗糙度等.结果表明,接触力的变化影响了旋转电极电火花自动沉积过程中各种放电类型的数量和比例.随着接触力的增大,接触放电比例逐渐减少而短路放电比例逐渐增加,放电脉冲的平均电压和平均功率逐渐下降而平均电流逐渐上升.接触力对电火花沉积的转移效率和沉积效率影响较大,对表面粗糙度影响不大.接触力为1～2 N时,自动沉积过程中的接触放电比例较高,转移效率和沉积效率也较高.在旋转电极电火花自动沉积过程,接触放电引起的材料转移量明显高于短路放电引起的材料转移量.     

电容充放电脉冲数字控制型电火花沉积电源

传统的电火花沉积电源由于放电电压不能连续调整,导致电火花沉积应用范围受限、效率较低.针对这点不足,研制了一台电容充放电脉冲数字控制型电火花沉积电源.该电源包括微处理器、整流滤波电路、充电及其驱动电路、充电电压比较电路、放电及其驱动电路、运动电极等.电源充电过程和放电过程交替进行,可以对放电电压进行无级调整,实现放电能量的无级调整,放电频率也可无级调整.结果表明,电源在电极与工件短路时,可控硅仍能可靠关断,放电参数调整方便,适应各种工艺条件的要求.     

基于ANSYS的气中微细电火花沉积工艺参数的研究

通过选取合适的热源模型、热边界条件和放电通道半径等,建立了气中微细电火花沉积加工的热传导模型.利用ANSYS有限元分析系统,对单脉冲条件下的工具电极和工件的温度场进行数值模拟,并预测了其工艺参数.通过试验验证了该方法对预测气中微细电火花沉积工艺参数的适用性.     

电极力对Cr12MoV电火花沉积YG6工艺影响

电火花沉积工艺自21世纪初开发以来,由于放电时间短,沉积层结合力强,被广泛应用于材料延寿及表面改性等领域.文中利用自动电火花沉积系统,结合高速摄像技术、金相分析技术,研究了Cr12MoV模具钢沉积YG6工艺过程,分析了电极力对沉积表面粗糙度、沉积效率的影响规律.结果表明,电极力是影响沉积层质量与沉积效率的关键参数,通过反复试验得到该工艺中的最优电极力参数为1.6 N,在此参数作用下,电火花放电形成了火花放电为主与短路放电为辅的放电形式,沉积效率高,表面粗糙度低.     

电极力对Cr12MoV电火花沉积YG6工艺影响

电火花沉积工艺自21世纪初开发以来,由于放电时间短,沉积层结合力强,被广泛应用于材料延寿及表面改性等领域.文中利用自动电火花沉积系统,结合高速摄像技术、金相分析技术,研究了Cr12MoV模具钢沉积YG6工艺过程,分析了电极力对沉积表面粗糙度、沉积效率的影响规律.结果表明,电极力是影响沉积层质量与沉积效率的关键参数,通过反复试验得到该工艺中的最优电极力参数为1.6 N,在此参数作用下,电火花放电形成了火花放电为主与短路放电为辅的放电形式,沉积效率高,表面粗糙度低.     

不锈钢1Cr18Ni9Ti电火花沉积层的组织和成分

以YG8合金为电极,1Cr18Ni9Ti不锈钢为基体,研究了电火花沉积工艺对沉积层组织结构及沉积层性能的影响.研究结果表明,电火花沉积功率和沉积时间对电火花沉积层的厚度和硬度有一定的影响;沉积工艺影响沉积层内合金元素的分布,导致沉积层内的碳化物有明显的差异.当小功率短时间沉积时,白亮层的物相主要为Cr0.19Fe0.07Ni0.01、WC1-x、CoCx和少量的Ni-Cr-Fe;使用大功率长时间沉积时,白亮层的物相主要为(Cr Fe)7C3、CrC、Co3W3C和Ni-Cr-Fe.     

微细电火花三维成型加工系统的研制

设计一个三维微细成型电火花加工系统,搭建了该系统的原型样机,并进行了初步的加工实验.系统由三维运动平台、带间隙伺服的加工头、纳秒级脉宽的等脉宽晶体管脉冲电源及环境保障系统组成.实验证明该系统运行良好,运动平台能够达到较高的精度,并实现了简单的极微细电火花加工.     

电火花沉积技术国内外研究现状

对近年来国内外电火花沉积技术的研究现状,主要就基础理论(放电方式和质量过渡规律)、强化层界面结合机理及强化性能的研究现状进行了归纳.希望此文能够为电火花沉积技术在国内的推广和应用提供借鉴.     

电火花沉积工艺及沉积层性能的研究

为了研究电火花沉积工艺对沉积层组织结构及沉积层性能的影响,改善电火花沉积层的表面质量.采用新型电火花沉积设备,以YG8电极材料,H13(4Cr5MoSiV)钢为基体材料进行了沉积实验.通过工艺实验,研究了沉积时间、沉积功率、沉积电压、沉积频率和沉积气氛对沉积层的影响规律,用X射线衍射仪分析了沉积层的组织结构,通过硬度实验和抗磨损实验测定了沉积层的纤维硬度和抗磨损性能.试验表明,电火花沉积工艺对沉积层的组织结构和沉积层性能有影响,沉积层内的白亮层含有大量复杂化合物,具有高的纤维硬度和高的耐磨性.     

电火花沉积层质量的影响因素研究

研究了电极材料、润湿角、工艺参数、电火花沉积设备及后处理工艺等因素对实现提高沉积层耐磨性和耐腐蚀性等目的的影响,有助于提高电火花沉积层的沉积质量,为电火花沉积实验的制定和生产提供一定的参考,有利于电火花沉积工艺的改进与推广。分析表明:用短脉冲小功率沉积和较小的润湿角电极,相关联时序控制开关电源能有效提高沉积层的质量。     

电火花沉积熔滴过渡过程材料流动规律仿真研究

电火花沉积材料的过渡形式、过渡形态、结合过程等对沉积的效率、稳定性及沉积层质量有重要影响.为了探究电火花沉积的熔滴转移过程,建立了电火花沉积两极间熔滴过渡的仿真模型,模拟了电极表面熔融液滴变形及脱落的过渡过程,分析了过渡过程中熔滴的形态变化、压力分布及流动趋势.结果表明:熔融电极材料在重力、表面张力及等离子流力的作用下...     

H13钢表面电火花沉积WC涂层

利用DZ-4000(Ⅲ)型电火花沉积/堆焊机,以WC为电极材料,采用氩气为保护气对H13钢基体进行了电火花表面强化.利用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪和显微硬度计等对沉积层的成分、组织、硬度和表面粗糙度进行了研究.结果表明,利用电火花沉积工艺可获得组织均匀、致密,且与基体呈冶金结合的沉积层,沉积层平均厚度约60μm.沉积层主要由Fe3W3C、(CrFe)7C3和W2C等相组成.沉积层的平均显微硬度为1321.4 HV0.05,约为基体硬度的3倍.     

电火花沉积表面处理技术的应用进展

电火花沉积是一种具有独特技术优势,节能、省材、环保的新兴材料表面处理技术,不仅广泛应用于工具、模具、刃具、矿山、冶金、汽车、医用器材等一般工业领域,还可以应用到核反应堆、直升机和战机引擎等军工零部件的表面处理.介绍了电火花沉积技术的特点,通过典型事例介绍了该技术在耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、表面修复与改性方面的应用,分析了电火花沉积技术的应用现状,指出了国内在电火花应用和研究方面与国外的差距,并提出了促进我国表面技术研究者积极研究并大力推广应用的建议.     

电火花沉积电极材料过渡形态研究

电火花沉积层由电极材料过渡沉积构成,因此研究电极材料的过渡形态对研究电火花沉积效率和沉积层质量等具有重要意义。通过不同能量条件下电火花沉积试验,研究电极材料过渡物质形态及其对沉积效率和沉积层质量的影响。结果表明:电火花沉积效率受放电能量、电极端部基础温度、电极材料过渡形态等影响;电火花沉积的单次放电能量、放电时机,电极材料的单次熔化量、过渡时机、过渡物质形态等的不确定,影响沉积的稳定性和可控性;电极端部基础温度由电火花放电形成的热源和传导、对流、辐射等形成的冷源共同决定,对电火花沉积效率和沉积层质量有重要影响;电极基础温度低于熔点时以液态过渡为主、等于熔点时以半固态物质团过渡为主、高于熔点时以液态过渡为主。     

一种电火花沉积接触力自动控制装置和沉积试验

为了研究接触力对电火花沉积过程的影响,设计了一种电火花沉积接触力自动控制装置,进行了不同接触力下的自动沉积试验,分析了不同接触力下的沉积效率、质量转移效率、沉积层表面形貌和各种放电波形的数量等. 结果表明,接触力为1.0 N时,取得了较大的沉积效率和质量转移效率,沉积层的表面质量也较好. 设计的电火花沉积接触力自动控制装置能够恒定保持电极与工件之间的接触力,实现电极的自动进给. 接触力的变化改变了电极与工件的接触状态,随着接触力的增大,自动沉积过程产生的火花和飞溅减少,短路放电数量增加而接触放电数量减少,从而影响自动沉积效率和沉积层的质量. 在一定试验条件下,选择合适的接触力,可提高沉积效率和质量转移效率,获得较好的沉积层质量.     

点焊电极表面电火花沉积TiB_2涂层的特征

在CuCrZr电极表面通过电火花振动沉积制备了TiB_2功能涂层,测试了功能涂层的显微形貌、物相、硬度以及界面元素分布.试验表明,TiB_2涂层电极具有典型的电火花涂层结构,存在明显的元素互扩散,表明功能层与基体之间为冶金结合.但TiB_2涂层结构不致密,存在裂纹和孔洞,硬度较低.随着电火花电容和电压的增加.涂层的硬度降低.元素扩散和涂层氧化的加剧,是导致涂层硬度降低的主要原因.由于基体Cu的气化、脆性剥落和熔敷棒的切削作用,沉积TiB_2后基体质量反而降低.高电压下电火花沉积以及预涂敷Ni,都会导致基体质量降低更多.