涡轮叶片气膜冷却孔电解加工气液两相流场特性分析

以高温镍基合金Inconel718为基材进行气膜冷却孔电解加工基础试验,在电解加工过程中,阴极反应界面析出氢气,导致电解液的电导率不再是一个常数,从而影响冷却孔的加工成型精度。结合前期基础试验,建立冷却孔电解加工流道二维模型,基于COMSOL Multiphysics软件对冷却孔端面间隙内气液两相流场进行仿真,研究加工电压、电解液入口压力及管电极进给速度对氢气析出量的影响,并定性地分析电解加工过程中气泡率与电导率之间的关系。由仿真结果可知:氢气的体积分数随加工电压和电极进给速度的增大而增大,随电解液入口压力的增大而减小,且氢气体积分数越大,电解液的电导率越小。     

Ni-Ti形状记忆合金电化学抛光工艺研究

为提高Ni-Ti形状记忆合金的表面质量,以Ti50.8Ni(原子分数,%)为基材进行纳米级电化学抛光加工试验。基于自行研制的电化学抛光加工系统及抛光液,通过正交试验和单因素试验,分析了电流密度、抛光时间、抛光温度、电极间距等因素对电化学抛光的影响程度及影响机理。采用Micro XAM-100白光干涉仪对抛光试样进行检测。结果表明:最佳抛光工艺为电流密度J=1.0 A/cm2、电极间距d=15 mm、抛光时间t=140 s、抛光温度θ=15℃。在最佳工艺参数下抛光质量良好,试件表面粗糙度值显著降低至27.8 nm,表面平整均匀、光亮如镜。     

镍钛合金血管支架的电化学抛光

以激光加工后的镍钛合金血管支架为试验材料,分别采用不同配比的甲醇-高氯酸和冰醋酸-高氯酸,在温度15℃、电流密度0.7 A/cm~2、极间距15 mm的条件下进行电化学抛光20 s(甲醇-高氯酸)或90 s(冰醋酸-高氯酸)。结果表明:冰醋酸-高氯酸更适用于镍钛合金血管支架的电化学抛光。当冰醋酸与高氯酸的体积比为18∶1时,抛光后的血管支架表面无凸起、热影响区和重铸层,表面粗糙度为0.48μm。     

高温镍基合金涡轮叶片气膜冷却孔电解加工基础试验研究

以探究工艺参数对冷却孔的加工精度和加工效率的影响为主要目的,以高温镍基合金Inconel718为基材进行电解加工气膜冷却孔的基础试验研究。首先利用正交试验初步优化了管电极电解加工冷却孔的参数,其次通过单因素试验进一步研究了电解液入口压力P、加工电压U和电极进给速度f等关键加工参数对加工精度及加工蚀除率的影响,最终确定了最优加工参数组合。试验结果表明:电极进给速度对单边间隙的影响最大,电解液入口压力对单边间隙的影响最小;加工电压对材料蚀除率的影响最大,进给速度对材料蚀除率的影响最小。试验获得的最佳加工参数为:电解液入口压力为0.4 MPa,加工电压为9 V,电极进给速度为0.42 mm/min,在此参数组合下加工出冷却孔的加工精度和加工效率为最优。     

Ni-Ti合金电化学抛光性能研究

为提高Ni-Ti合金的表面质量和抗蚀性,改善生物相容性,基于自行研制的电化学抛光系统及抛光液,以Ti50.8Ni(at.%)为基材在最佳工艺参数下进行纳米级电化学抛光实验。研究了电化学抛光对试件表面粗糙度和表面形貌的影响;与砂纸打磨、机械抛光、酸洗等表面处理方法做对比,研究了不同表面处理方法对试件亲疏水性能和腐蚀性能的影响。分别利用白光干涉仪、扫描电子显微镜、接触角测量仪、电化学工作站检测分析了材料表面粗糙度、表面形貌、亲疏水性能及腐蚀性能。结果表明,在最佳工艺参数下试件电化学抛光质量良好,表面粗糙度值显著降低至27.8 nm,表面平整均匀、光亮如镜;经电化学抛光的Ni-Ti合金表面呈疏水特性,改善了生物相容性,提高了耐腐蚀性。