Ti-48Al-2Cr-2Nb脉冲电解加工参数优化及试验研究

钛铝金属间化合物Ti-48Al-2Cr-2Nb(TiAl 4822)是一种优良的轻质、耐高温材料,已在航空发动机叶片领域获得重要应用。电解加工是国内外加工TiAl 4822材料的主要方法,与机械加工相比具有显著的效率和成本优势。针对TiAl 4822脉冲电解加工开展了参数优化研究,以加工电压、工具进给速度、电解液温度、脉冲占空比和脉冲频率等参数设计了正交试验,以加工工件的表面粗糙度和单位时间内材料蚀除体积速率为评价指标,采用层次分析法进行了分析,通过单因素试验对分析结果进行了验证。     

脉动态电解加工多场耦合仿真分析及试验研究

为了掌握脉动态电解加工多物理场耦合机制,针对直流电解加工和脉动态电解加工两种加工模式建立了包含电场、流场、传热和气泡的数学模型来开展多物理场耦合仿真分析,研究不同加工间隙下多物理场耦合作用对电流密度分布的影响,通过试验对仿真结果进行了验证。     

小间隙高速精密电解拉削扩孔方法研究

为了进一步提高电解扩孔的精度和表面质量,提出一种小间隙高速精密电解拉削扩孔方法,通过减小电解拉削工具阴极升角、大幅提高进给速度等措施,实现加工间隙约0.1mm的小间隙电解拉削状态.开展不同速度下快走丝放电线切割圆孔和椭圆孔的电解拉削扩孔试验,分析进给速度、加工间隙对加工轮廓度和表面质量的影响.研究结果表明,小间隙高速电解拉削可以实现高精度、高表面质量的扩孔加工.     

电泳-电沉积镍基纳米复合镀层Ni-Al2O3的耐蚀性能

采用电泳-直流电沉积和电泳-脉冲电沉积工艺制备了具有较高Al2O3含量的Ni-Al2O3纳米复合镀层,分析了纳米粒子对复合镀层表面形貌及微观组织的影响,并以静态浸泡试验法研究了镀层在质量分数为l0％的HCl溶液和l0％的H2SO4溶液中的耐蚀性能.结果表明,相比于纯金属镀层,电泳-电沉积纳米复合镀层的晶粒细小、组织致密...     

Ni-ZrO2纳米复合电铸层抗高温氧化性能的研究

通过间歇式抗高温氧化实验,建立了纯镍电铸层和N i-ZrO2纳米复合电铸层高温氧化动力学模型,分析了电铸层表面和横截面的形貌,测定了电铸层的组织结构。结果表明,N i-ZrO2纳米复合电铸层抗高温氧化性能明显优于纯镍铸层,复合电铸层表面生成的氧化膜晶粒细小且致密,并且该氧化膜较薄,产生的内应力较小,与复合电铸层的黏附性较好。     

活动屏蔽膜板高深宽比微细电铸技术研究

针对金属微结构器件制造难的问题，提出了活动屏蔽膜板高深宽比微细电铸技术，通过屏蔽膜板动态地限制电沉积的区域，可以用低深宽比的膜板图形加工出高深宽比的金属微结构，并且免除了去胶等难题。在对活动屏蔽膜板微细电铸电场及传质进行分析的基础上，开展试验研究，获得了特征尺寸为500μm，深宽比分别为3和5的微静电梳状驱动器梳齿及微圆柱电极阵列。     

阴极平动式摩擦辅助精密电铸的研究

为了实现非回转体类零件的精密电铸成形,提高电铸层的质量和电铸速度,文章提出了阴极平动式摩擦辅助精密电铸,在电铸液中充满陶瓷微珠等一类硬质粒子,阴极在平动机构的驱动下做平动,使硬质粒子不断摩擦和撞击阴极表面.通过对金属镍的电铸实验表明:阴极平动式摩擦辅助精密电铸能很好地去除沉积层表面的针孔、麻点等缺陷,获得的电铸层外表面Ra值达到0.016 μm.阴极平动式摩擦辅助精密电铸能有效地改变电铸层的组织结构,细化晶粒,提高电铸层的机械性能.     

电泳-电沉积Ni-Al2O3纳米复合镀层及其结合强度分析

为提高纳米复合镀层中的纳米粒子含量,采用电泳-电沉积技术在铜基体上制备了Ni-Al2O3纳米复合镀层.首先用电泳沉积工艺在基体上均匀沉积出粒径为20 nm的Al2O3涂层,然后在Al2O3涂层中电沉积金属镍,得到Al2O3体积分数高达55.6%的纳米复合镀层.对镀层表面形貌及镀层与基体的结合强度进行了测试与分析.结果表明,相比于纯镍镀层,采用电泳-电沉积法所制备纳米复合镀层的组织致密均匀,晶粒明显细化,镀层与基体的结合强度有所提高.     

发动机叶片电解加工变间隙阴极修正法

为了提高叶片电解加工的精度,提出变间隙阴极修正方法,建立该方法数学模型,分析加工间隙与阴极修正量的对应关系,通过在型面误差中代入间隙补偿量来修正阴极.提出阴极沿型线修正量的计算公式和插值逼近的试验方法.结合自行研制的新型叶片电解加工机床,进行了叶片电解加工阴极修正的试验,通过变间隙修正方法修改阴极.试验过程中阴极经过3次计算机修正,可使叶片电解加工精度提高到0.05 mm,表明该阴极修正方法合理有效,数学模型与试验情况吻合.     

碳纳米管工具电极的导电性能

基于纳米试验系统研究了碳纳米管工具电极的在线制备和导电性能测试方法。首先利用电弧放电将碳纳米管焊接在钨针尖上,制备碳纳米管工具电极;然后在线测试碳纳米管工具电极的伏安特性,分析碳纳米管与钨针焊接前后电阻的变化。通过局部焦耳热法改善碳纳米管与钨针的接触特性,用Au离子溅射法降低碳纳米管工具电极的电阻,提高电极的整体导电性能。试验结果表明,碳纳米管与钨针焊接后,电路中的电极电阻明显降低,碳纳米管工具电极的电阻约为130kΩ,经过90s局部焦耳热处理后,电极电阻降低到55kΩ左右,比原电阻减小约60%,接触性能明显改善;再经过Au离子溅射处理后,电极电阻进一步降低到40kΩ左右,比原电阻减小约70%,从而显著提高了碳纳米管工具电极的导电性能。