纯钛微细群孔的超声辅助光刻电解加工

采用光刻电解技术,可以选用对环境污染影响小、成本较低的腐蚀液,实现难蚀除金属材料的微细阵列结构加工,优于化学腐蚀方法。为克服电解过程中局部产生的热量和析氢造成的腐蚀不均,进行了纯钛（Ti的质量分数为99.6%）微细群孔的超声辅助光刻电解加工试验研究。试验结果表明,超声能显著改善极间工作液的循环,通过合理选择极间距离、电参数和声场参数等工艺条件,可以有效降低表面粗糙度,材料蚀除速率达到30μm/min。

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微细电解加工的精度及定域性研究

在分析微细电解加工特点的基础上,探讨了底面间隙和侧面间隙之间的关系,并研究了它们对加工精度和定域性的影响。通过对定域性评价指标的比较,提出了以定域蚀除率评价杂散蚀除的新概念。运用定域蚀除率分析了在利用纳秒脉冲电流进行微小孔的电解加工时,脉冲宽度和工具电极直径对加工定域性的影响。结果表明,减小脉冲宽度和占空比可以增强定域蚀除能力,提高加工精度。     

高速钢微细电火花加工工艺研究

通过高速钢微细电火花加工实验,探讨了峰值电流及脉冲宽度对加工高速钢的影响,得出提高高速钢的加工效率及改进加工表面粗糙度的规律,相关结论对研究高速钢微细电火花加工工艺特性具有理论指导意义.     

硬质合金微细电火花加工工艺研究

硬质合金材料硬度高、塑性差、耐磨性好,常规加工方法很难加工出满足精度要求的构件。通过设计硬质合金微细电火花加工实验,对实验数据进行合理分析,得出提高硬质合金的加工效率及改进加工表面粗糙度的规律,对进一步研究硬质合金微细电火花加工工艺特性具有重要的理论指导意义。     

超声辅助微细磨料水射流加工陶瓷试验研究

针对陶瓷材料难加工的特性,提出了超声辅助微细磨料水射流加工技术。基于响应曲面法对工程陶瓷进行切槽试验,测量加工沟槽底部表面粗糙度,通过建立表面粗糙度预测模型,分析了系统压力、超声振幅及靶距对加工质量的影响规律。当系统压力为32.8MPa、振幅为16μm、靶距为10mm时,获得最低表面粗糙度为0.746μm。通过试验验证了该预测模型的准确性和有效性。     

(TiB+TiC)/TC4钛基复合材料电解加工基础试验研究

针对钛基复合材料及其基体材料展开电解电化学特性研究,测量了TC4及(TiB+TiC)/TC4复合材料在NaNO3溶液中的极化曲线和电流效率.研究发现,(TiB+TiC)/TC4复合材料相较于TC4分解电压更高,电流效率更低.选用合适的加工参数进行(TiB+TiC)/TC4复合材料的电解铣磨粗、精加工.结果表明:粗加工后平整性较差,有明显的接刀痕,反应面存在大量未脱落的晶须状增强相,表面粗糙度Ra为5.262μm.精加工后具有较好的平整性,可以观察到金属光泽与磨削的痕迹,表面粗糙度Ra减小至0.702μm.     

(TiB+TiC)/TC4钛基复合材料电解加工基础试验研究

针对钛基复合材料及其基体材料展开电解电化学特性研究,测量了TC4及(TiB+TiC)/TC4复合材料在NaNO3溶液中的极化曲线和电流效率.研究发现,(TiB+TiC)/TC4复合材料相较于TC4分解电压更高,电流效率更低.选用合适的加工参数进行(TiB+TiC)/TC4复合材料的电解铣磨粗、精加工.结果表明:粗加工后平整性较差,有明显的接刀痕,反应面存在大量未脱落的晶须状增强相,表面粗糙度Ra为5.262μm.精加工后具有较好的平整性,可以观察到金属光泽与磨削的痕迹,表面粗糙度Ra减小至0.702μm.     

超声电解复合微细加工装置与试验研究

分析微细电解复合超声频振动加工过程机理,提出一种微细加工新方法--超声电解复合微细加工;设计、构造并完善复合微细加工装置;研究微细阴极制作工艺,利用微细组合电加工技术制作各类截面形状的微细阴极;进行超声电解复合微细加工试验,验证微细电解复合超声频振动实现微细加工的可行性及其在加工速度、精度、表面质量等方面的技术优势,探讨超声电解复合微细加工制作微结构的工艺规律。     

电解研磨精密加工

电解研磨精密加工方法是把电解加工和研磨加工结合起来,利用中性电解液,通以适当的电流密度,在磨料研磨和电解溶解共同作用下,对零件进行快速、高效的精密加工,使表面粗糙度可达到R_z0.01-0.02μm。这种加工方法适于一般碳钢,不锈钢,钛合金钢等零件的精密加工。本文阐述电解溶解和磨料研磨结合精密加工的效果,表面粗糙度形成机理和实验结果。     

气膜屏蔽微细电解加工方法研究

为实现金属表面微结构高精度、高效率、稳定加工,结合微细电解加工技术和气膜保护原理,提出了一种新的加工方法——气膜屏蔽微细电解加工。对气膜屏蔽微细电解加工时气泡产生的分布规律、保护气膜对水跃现象的影响、微凹坑成形形貌进行分析。结果表明,采用相同加工参数下,气膜屏蔽微细电解加工方法相对电化学射流加工方法,加工出的微凹坑表面粗糙度降低了29.4%、深径比增加了85%、杂散腐蚀减少,进一步验证了所提出加工方法的优越性。     

微细群缝的精密电解加工研究

以某辐射状分布微细群缝结构的电解加工为研究对象，讨论了电解液、工件材料、加工速度等因素对加工精度的影响，结合研制的加工电极设计流场分布，优化加工参数，实现了以较高的效率加工出缝宽小至0．27mm的微细群缝结构，缝宽一致均匀，加工稳定性和重复性均好。     

超声表面滚压加工纯钛梯度材料的力学性能反演与有限元分析

对TA2纯钛进行超声表面滚压加工,研究了其截面显微组织和残余应力分布;采用纳米压痕试验测定距表面不同距离处的载荷-压入深度曲线并反演得到应力-应变曲线,将该应力-应变关系作为材料属性,采用有限元方法模拟得到载荷-压入深度曲线,通过与试验曲线进行对比对反演方法进行验证,并且研究了初始屈服应力和应变硬化指数对载荷-压入深度曲线的影响.结果表明:试样表层形成晶粒尺寸逐渐增大的梯度结构,残余压应力随着距表面距离的增加先增大后减小;载荷-压入深度模拟曲线与试验曲线基本一致,最大压入深度的相对误差在8％以内,说明反演方法可靠;随着初始屈服应力和应变硬化指数增大,载荷-压入深度曲线加载段曲率增大,塑性功与总功之比减小,初始刚度变化不明显.     

同步超声振动调制微细放电-电解加工技术

对超声频振动与微细电加工电源的"开、断"方式进行分析、探讨,研制脉冲电源斩波器,用激光传感器实时测量超声振动,可得斩波脉冲,能对电源进行有序"开、断"控制,实现超声振动与电源"开、断"实时同步;完善同步超声复合微细电加工系统;采用幅值6 V以下脉冲电压、低电导率电解液,进行同步超声振动微细电加工机理及试验研究,通过对超声、超声脉冲电解及同步超声脉冲电解加工结果的对比分析,验证同步超声电解加工方式技术优势;采用复合乙醇工作液、微细半导体混粉,可实现超声调制放电-电解复合微细加工,在保证加工精度、表面质量同时,提高加工过程稳定性与加工效率。     

基于正交实验的工业纯钛研磨工艺研究

为了提高工业纯钛的表面加工质量,需要优化研磨工艺.采用单因素实验法探索磨粒形状对工业纯钛研磨效果的影响规律;利用正交实验法定量地对工业纯钛的研磨加工工艺参数进行优化.结果 表明,采用不规则形状磨粒进行研磨的材料去除速率可达60.45 nm/min,高于球形磨粒的23.70 nm/min,而两者的工件表面粗糙度基本相同;研磨压力对材料去除速率的影响最为显著;采用最优的工艺参数可得到的材料去除速率和表面粗糙度分别为81.90 nm/min和Ra 0.099 μm.研究结果可为工业纯钛研磨时磨粒形状的选择以及工艺参数的制定提供依据.     

基于正交实验的工业纯钛研磨工艺研究

为了提高工业纯钛的表面加工质量,需要优化研磨工艺.采用单因素实验法探索磨粒形状对工业纯钛研磨效果的影响规律;利用正交实验法定量地对工业纯钛的研磨加工工艺参数进行优化.结果 表明,采用不规则形状磨粒进行研磨的材料去除速率可达60.45 nm/min,高于球形磨粒的23.70 nm/min,而两者的工件表面粗糙度基本相同;研磨压力对材料去除速率的影响最为显著;采用最优的工艺参数可得到的材料去除速率和表面粗糙度分别为81.90 nm/min和Ra 0.099 μm.研究结果可为工业纯钛研磨时磨粒形状的选择以及工艺参数的制定提供依据.     

超声振动辅助电解磨削GH3536工艺试验研究

GH3536锻造合金具有耐高温、高硬度、高抗拉强度等优点,是广泛应用于航空航天多种部件成型的关键材料之一,而传统的加工部件内孔方式极易造成刀具磨损,且难以高效得到极佳的表面质量.为获得较低粗糙度的GH3536内孔表面,提出一种超声波振动辅助的电化学磨削复合工艺方法.通过单因素试验,重点探究了脉冲电压、进给速度、超声振幅...     

微细孔电解加工控制方法及试验研究

基于微细电解加工的特点，介绍了一种微细电解加工系统。该系统能够将加工间隙控制到几微米到几十微米的范围内。根据电解加工以离子形式对材料去除的特性，进行微细电极、微细群电极的制备研究，并将其用于微细孔、群孔的加工中。试验分析了各工艺参数如电压、溶液浓度、加工间隙、进给速度等对微细孔电解加工精度的影响。结果表明，微细电解加工的侧面间隙随着加工电压的降低、溶液浓度的减小、脉宽变窄和初始加工间隙的减小而减小，改善了加工的定域性，加工精度得到提高。     

超声辅助模板电解加工夹具设计及参数优化

在钛合金等难加工材料上加工高质量的群孔结构仍是一个难题,模板电解加工技术是解决此类问题的较理想方法,在其基础上引入了超声辅助技术,以进一步提高加工质量。设计一种专用超声辅助模板电解夹具,通过大量试验寻找关键参数的影响规律。研究结果表明,一定范围内超声频率越低,超声功率越高,则超声辅助优化效果越显著;超声辅助模板电解加工的最佳温度为45℃,最佳电解液压力为0.35 MPa。     

车削加工工业纯钛(TA2)表面粗糙度研究

对工业纯钛(TA2)进行车削加工正交切削试验,分析切削用量和表面粗糙度的关系。极差分析表明:切削用量中进给量对表面粗糙度影响最大,其次是切削速度,切削深度影响最小;表面粗糙度随着进给量的增加呈线性增大,随切削深度的增加而逐渐增大;加工TA2过程中,随着切削速度的增加,表面粗糙度值整体呈减小的趋势。由于切屑形态的变化造成切削过程不平稳,引起刀具振动,导致表面粗糙度值产生波动。     

超声振动辅助电解加工成形规律研究及试验

超声振动辅助电解加工可以有效提高加工效率、改善加工精度。对超声振动辅助电解加工成形过程进行了分析,研究其加工成形机理,并根据加工成形质量对加工参数进行优选。设计了3种不同截面形状的柱状阴极工具进行超声振动辅助电解加工微孔的试验研究,分析了极间脉冲电压、占空比和振动加工方式等参数条件对加工效率、表面质量及微结构入口尺寸的影响规律。试验结果表明,超声振动改善了电解加工时的微孔边界成形作用环境,在加工阵列微孔时具有显著优势。当超声振动同步辅助电解加工的高频脉冲电压为4 V、占空比为40%时,加工深度、关键尺寸和表面粗糙度值达到了综合最优值。此外,加工工具的截面形状对工件的成形和表面质量也有一定的影响。