液体磁性磨具光整加工TC4钛合金的试验研究

为解决TC4钛合金材料难加工问题,采用液体磁性磨具对TC4钛合金进行了表面加工试验。通过调整工艺参数,采用田口方法对TC4钛合金液体磁性磨具光整加工的工艺参数进行优化。采用单因素试验法,研究磨料类型、磨料粒径、工件转速和电流强度等工艺参数对液体磁性磨具光整加工TC4钛合金材料加工性能的影响,并总结各工艺参数对工件表面粗糙度的影响规律。根据信噪比的望大特性分析得出,在液体磁性磨具光整加工TC4钛合金材料的加工过程中,当使用2 000目的白刚玉,主轴转速为500 r/min,电流强度为1.5 A加工时,工件表面粗糙度相对下降率%ΔRa达到了86.10%。液体磁性磨具光整加工TC4材料表面的最优工艺参数组合为:2 000目的白刚玉,主轴转速为700 r/min,电流强度为2.0 A。同时得出各工艺参数对工件表面粗糙度相对下降率%ΔRa的影响大小依次为:磨料类型磨料粒径工件转速电流强度。当采用2 000目的白刚玉配置的磨料进行加工时,工件的表面粗糙度Ra达到了0.096μm。采用液体磁性磨具光整加工技术可以有效地降低TC4钛合金材料的表面粗糙度和提升其工件表面加工质量,显著改善了传统加工方式中存在的烧蚀和烧伤现象。     

动静摩擦因数对推焦系统动力学特性的影响

为了研究推焦装置振动的机理,建立了一个两自由度的摩擦自激振动模型。采用李雅普诺夫稳定性理论获得了推焦系统的临界失稳速度,并对推焦系统的稳定性进行了分析,通过理论计算求取了推焦系统的临界黏滑速度,并对推焦系统的黏滑运动进行了分析。通过分析不同驱动速度下系统的稳定性和黏滑运动特性,对理论计算结果进行了验证。鉴于动静摩擦因数变化对推焦系统稳定性和黏滑运动的影响,采用数值仿真的方法获取了摩擦因数变化情况下系统的相图和Poincare截面图,采用虚拟样机技术获得了在不同摩擦因数下推焦装置的速度响应曲线图。结果表明,动静摩擦因数差值的减小有利于推焦系统稳定性的提高,但无法改善推焦装置的黏滑振动现象。     

液体磁性磨具滑移效应对材料去除率的影响

滑移效应对液体磁性磨具孔光整加工的材料去除率有重要影响,它可能导致磁场强度较高区域的工件表面材料去除率较低,进而导致加工不一致,甚至导致加工堵塞,阻碍加工的进行,缩短设备的寿命。通过理论分析,建立了滑移模型及材料去除率模型。得到了滑移效应对材料去除率的影响规律:液体磁性磨具孔光整加工存在有效磁场强度区间;在该区间内,材料去除率随磁场强度的增大而增大;在该区间外,加工效率极低或不能进行加工。设计实验验证了所得结论。提出通过选用适当磁场并旋转工件角度的优化方法来达到较好加工效果的工艺改进。研究对液体磁性磨具孔光整加工技术的理论分析和工艺改进有较大意义。     

液体磁性磨具固相颗粒表面改性及稳定性研究

针对液体磁性磨具的沉降稳定性差,提出了采用羧基化多壁碳纳米管和聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液以及水溶性聚合物对磨具中的固相颗粒进行表面改性,提升液体磁性磨具的沉降稳定性。对改性前后的固相颗粒的结构、形貌、电位以及磁性粒子的磁饱和强度的表征和分析表明:改性后的羰基铁粉颗粒外表面吸附有碳纳米管,颗粒密度由4.3 g/cm~3降低到1.55 g/cm~3且改性后的羰基铁粉不易氧化,电位绝对值提升到15.3 mV,饱和磁强度提升了26%;改性后的碳化硅表面吸附一层有机物,电位绝对值提升到68.7 mV;磨具的稳定性有了很大的改善,静置20 h到40 h达到稳定,沉降率低于1%。改性剂的添加会增大磨具的黏度,但对其流变性能的影响较小。经过表面改性固相颗粒,液体磁性磨具的沉降稳定性有了较大的提升。     

孔表面粗糙度与AE信号能量计数相关性的研究

针对液体磁性磨具小孔光整加工时无法实时动态检测孔表面粗糙度的问题,将声发射无损检测技术应用在液体磁性模具孔光整加工技术中,通过对采集到的AE信号进行分析研究,得出声发射信号与工件表面粗糙度有明显的相关性,通过特征值参数分析方法提取了能量计数AE特征值,得出能量计数的分布可以用来表征工件表面粗糙度变化情况。研究结果为液体磁性磨具光整加工的实时动态检测提供了有价值的参考。     

不锈钢电解质等离子体抛光表层元素化学形态演变及界面反应

目的 研究不锈钢经电解质等离子体抛光后,表层元素化学形态的变化及机制,为材料去除机理、表面性能、工艺参数、抛光液处理等相关研究提供参考。方法 通过表面粗糙度测试仪、扫描电镜分别对加工前后试样表面粗糙度、形貌变化进行测试表征。通过X射线光电子能谱技术,对加工前后试样表面及抛光液沉积物中主要元素的组成、化学态、分子结构进行测试表征。结合加工现象及材料去除机理,分析加工过程中固、液、气、等离子体之间的界面反应。结果 电解质等离子体抛光后,试样表面平整光亮,预处理中粗磨的痕迹已被完全去除。Ra平均值由0.311μm降低至0.045μm,Rq平均值由0.442μm降低至0.059μm,Rz平均值由3.260μm降低至0.369μm。与抛光前试样相比,抛光后试样表层检测到S⁺⁶和Ni⁺²,沉积物中的Fe均为Fe⁺³,Cr主要为Cr⁺³,含有少量Cr⁺⁶。抛光后试样表面及沉积物中金属元素的化合物主要为氧化物和氢氧化物。结论 电解质等离子体抛光316LVM不锈钢有显著效果,抛光后试样表面粗糙度...     

电解质等离子体抛光316LVM表面形貌及电化学特性

目的 研究电解质等离子体抛光对316LVM植入物不锈钢表面形貌及其在磷酸缓冲盐溶液中的电化学特性的影响,解决复杂形状植入物表面抛光难题.方法 原材料经线切割及表面预处理,制成20 mm×15 mm×3 mm的试验样件.对试样分别进行机械抛光及电解质等离子体抛光.机械抛光在砂带抛光机上进行,使用600、800、1200、2000、5000目的砂带逐级磨抛.电解质等离子体抛光中,电压为300 V,电解液为3％(质量分数)(NH4)2SO4水溶液,温度为85～90℃,抛光时间为15 min.通过粗糙度仪、扫描电镜,对试样表面粗糙度、微观形貌进行测试表征.通过能谱仪、X射线衍射仪,对试样表面元素含量、物相组成进行测试表征.通过电化学工作站,对磷酸缓冲盐溶液中的试样,进行电化学测试.结果 电解质等离子体抛光后,试样表面粗糙度由初始的0.5μm降至0.089μm,试样表面机械加工痕迹被去除,平整光亮.机械抛光后,试样表面化学元素未发生明显变化,而电解质等离子体抛光后,试样表面的Fe、Cr含量升高.机械抛光表面的X射线衍射峰位置和强度未发生明显变化,电解质等离子体抛光后,在衍射角为43.5°处,衍射峰强度明显降低,在74.5°处,衍射峰强度明显升高,同时各峰的半高宽明显减小.在磷酸缓冲盐溶液中,机械抛光试样的自腐蚀电位由-0.252 V升高至-0.232 V,腐蚀电流密度由1.611μA/cm2降低至0.5867μA/cm2,极化电阻由28.876 k?升高至64.682 k?.电解质等离子抛光试样的自腐蚀电位由-0.252 V升高至-0.214 V,腐蚀电流密度由1.611μA/cm2降低至0.1582μA/cm2,极化电阻由28.876 k?升高到251.262 k?.结论 电解质等离子体抛光可有效降低316LVM表面的粗糙度,提高表面平整度.电解质等离子体抛光后,表面Fe、Cr元素的含量升高,晶粒尺寸增大,呈(220)晶面择优取向.电解质等离子体抛光可提高316LVM在磷酸缓冲盐溶液中的耐腐蚀性能.     

液体磁性磨具光整加工氧化锆陶瓷试验研究

为解决氧化锆陶瓷难加工、加工效率低、表面质量差的问题,采用液体磁性磨具光整加工技术对氧化锆陶瓷进行加工。通过配置不同磨料的液体磁性磨具对氧化锆零件进行光整加工,研究磨料种类对加工效果的影响。通过设计单因素试验,研究加工时间、工件转速、磁感应强度和轴向运动速度等主要工艺参数对氧化锆陶瓷表面粗糙度Ra和材料去除率MRR的影响规律。结果表明:在加工过程中使用高硬度的金刚石磨料可以获得比其他磨料更高的材料去除率,加工后能获得更好的表面质量。表面粗糙度Ra随时间的增加而降低,加工60 min以后Ra不再继续下降。Ra随工件转速、轴向运动速度的增大而减小,随磁感应强度的增大Ra先减小后增大;MRR随工件转速、磁感应强度的增大先增大后减小,随轴向运动速度的增大而增大。采用液体磁性磨具光整加工技术可以在提高氧化锆陶瓷材料去除率的同时有效降低其表面粗糙度。