铜铬复合电极电火花小孔加工机理及试验研究

在电火花加工中,工具电极是一项非常重要的因素,电极材料的性能将影响电极的电火花加工性能（材料去除率、工具损耗率、工件表面质量等）。电火花加工用工具电极材料应满足高熔点、低热胀系数、良好的导电性能和力学性能等基本要求,从而在使用过程中具有较低的损耗率和抵抗变形的能力。此外,工具电极材料应使电火花加工过程稳定、生产率高、工具表面质量好,且电极材料本身易于加工、来源丰富及价格低廉。     

电火花加工中减小电极损耗的方法和实验研究

制作一种电火花小孔加工用Cu-Ni复合电极,其原理是基于电镀层和基体材料性能的差异,改变电极材料电蚀性能,保证电极端面和侧面的均匀损耗。在D703F型高速电火花小孔加工机床上,用Cu-Ni电极加工1Cr18Ni9Ti不锈钢材料,与常用的普通铜管电极对比。结果表明:在相同的加工条件下,Cu-Ni复合电极的电极损耗明显降低,同时改善了因电极损耗引起的被加工工件的尺寸精度和形状精度。     

多孔质电极电火花加工工艺

多孔质电极电火花加工采用多孔材料作为工具电极。多孔质电极由紫铜颗粒经高温烧结获得,在加工过程中可利用颗粒间孔隙形成的流道实现分布式的全向内冲液。通过制备符合电火花加工要求的多孔质电极并搭建实验系统,对多孔质电极的电火花加工性能进行了实验研究。经与实体电极进行对比发现,在工件上表面加工较浅的型腔时,由于多孔质电极表面不平整,易发生大量的侧向放电,其在材料去除率方面与实体电极相比没有优势;而在深孔中加工时,由于排屑条件恶化,采用多孔质电极后可利用分布式的内冲液极大改善极间状态,并可采用不抬刀方式加工,相同条件下材料去除率达到实体电极的4倍。     

Mn3O4/垂直排列碳纳米管复合电极材料的制备及其电化学性能

采用水分辅助化学气相沉积方法制备垂直排列碳纳米管(VACNTs),采用超临界二氧化碳辅助浸渍将锰前驱体负载于VACNTs表面,经不同温度(250350℃)真空退火制备Mn_3O_4/VACNTs复合电极材料,研究了该复合电极材料的微观结构和电化学性能。结果表明:在复合电极材料中Mn_3O_4纳米颗粒负载在碳纳米管表面,且当在300℃真空退火后,Mn_3O_4纳米颗粒呈均匀分布,尺寸在610nm;与纯VACNTs相比,复合电极材料的比电容提高了34倍,瓦尔堡阻抗、等效串联电阻和电极/电解质界面的电荷转移电阻均较小;300℃真空退火后,复合电极材料表现出最佳的电化学性能,其最大比电容为168F·g~(-1),且当充放电电流密度从1A·g~(-1)增加到10A·g~(-1)时,比电容保持率达56%,等效串联电阻最小(约2.5Ω)。     

电火花加工用工具电极材料的研究进展

工具电极是电火花加工中非常重要的因素,电极材料的性能对电火花加工性能具有很大影响。介绍了电火花加工用工具电极材料在普通电火花加工、电火花表面改性和微细电火花加工三个方面的最新研究进展。     

电极材料对极间放电电压及加工特性影响

电火花加工技术具有良好的加工性能,在制造领域受到越来越多的关注,然而由于其加工理论滞后于实际生产,影响了其在实际生产中的进一步应用。选用五种不同配比电极材料进行电火花加工实验,测量其稳定加工时的间隙放电电压;并进行相应的加工特性实验,论证电极材料对极间放电电压和加工特性的影响。实验结果表明:在稳定加工中,极间放电电压基本保持不变,而且随着材料和开路电压的不同,极间放电电压随之变化,当选用Cu75W为电极材料时,极间放电电压达到最高值,从而影响了最终的加工特性。     

面向穿戴式脑电系统的主动干电极传感器

在传统的脑电系统中,脑电信号采集使用的是湿电极,需要配合导电膏使用,糊状的导电膏无论是使用前的逐个注入和使用后的清洗,都使得湿电极的使用不便。文中设计并实现了一种不需要涂覆导电膏、可直接佩戴的带有前置放大电路的爪式干电极传感器,可用于穿戴式脑电辅助康复系统。和湿电极相比,这种电极安放简便快捷,尽管其接触阻抗稍高,但通过主动前置放大器的引入,有效地降低了等效接触阻抗,改善了电极的信噪比,提高了电极抵抗运动及工频干扰的能力。经过实际的脑电信号采集实验比对,主动干电极表现出良好的记录特性,与商用标准头皮湿电极采集的脑电信号的相关系数是0.89;信噪比与商用湿电极接近(在3 d B附近),比没有采用主动放大电路的干电极高10 d B以上。     

用电镀法制造电极

在模具加工中,电加工机床的用途越来越广泛,尤其是在压铸模、塑料模和锻模等的加工中,主要以电加工为主。电加工质量的好坏,一方面取决于电加工机床的精度和功能;另一方面取决于电极的质量。通常我们在电火花加工中,所采用的电极有两种,即铜电极和石墨电极。这两种电极在加工形状复杂,尤其是三维空间形状的模具时,就出现了电极本身难于加工的问题。 铜虽然是一种制作电极的好材料,但是由于其磨削性能差,不利于钳工修整和打磨,很难加工出形状复杂、表面光洁度高的电极。     

短电弧铣削工具电极材料的放电性能研究

镍基高温合金(GH4169)高温下具有较好的热稳定性、屈服强度高、塑性好的特点,并有较好的焊接性能、较高的耐蚀性和抗氧化性能,在-196~700℃很宽的温度范围内组织性能稳定。用不同电源放电参数与不同电极材料进行实验加工,观察加工效率、工件表面粗糙度、电极损耗、工件表面完整性、工件表面显微结构、工件表面化学成分。实验表明:短电弧加工中,相同加工条件下工具电极的相对质量损耗为铝碳钢紫铜石墨;低电压加工时紫铜电极的损耗率是石墨电极损耗率的7倍,增大加工电压紫铜电极损耗比石墨电极损耗高15~20倍;短电弧铣削加工后,工件表面存在熔滴、凹坑、裂缝和再铸层;短电弧铣削加工中,工具电极材料中元素会向工件里渗透,工件上的元素会向工具电极渗透。     

金属电极材料对YSZ氧传感器性能的影响

借助循环伏安和计时电流方法,研究了金属电极材料对YSZ氧传感器性能的影响。结果表明,在500℃和空气条件下,Ag-1%Pd/YSZ电极由于具有合适的微观结构以及较强的氧扩散能力,使其无论是作为YSZ氧传感器的阳极还是阴极,性能均为最好,而Au/YSZ电极最差;各金属/YSZ电极具有相似的阳极极化计时电流曲线,其电流密度值在10 s之内即可达到平稳;随着阳极阶跃极化电位增大,使得参加电极还原反应的氧原子数量增加,从而导致Ag-1%Pd/YSZ电极电流密度稳定值亦增大。     

用于生理电信号测量的金属微针阵列电极制备及其性能研究

生理电信号是疾病诊断与治疗的重要指标,在临床上具有重要意义.医用微针阵列电极是测量人体生理电信号的重要传感元件,但因工艺复杂,易脆断,稳定性差等问题,至今无法商用.设计并制造了一种金属微针阵列电极,可对人体心电、肌电、脑电等生理电信号进行直接、高效测量.采用慢走丝线切割方法制备316L不锈钢四棱锥微针阵列电极.微针阵列电极l0×l0排布,微针高度930 μm,底部宽度400 μm,针尖半径10μm,微针加工精度高.力学试验表明,微针阵列电极多次穿刺无弯折或者断裂,具有良好的力学性能.微针阵列穿刺皮肤角质层,在皮肤表面形成微孔阵列通道.通过经皮水分流失测试发现,穿刺皮肤可在40 min后恢复,无炎症与感染现象.微针阵列电极检测的心电信号在波形,频率,峰值方面与标准电极非常相似;肌电信号可准确反映肌肉运动状态,较标准电极具有更高的幅值;微针阵列电极可准确完整记录人体睁闭眼,眨眼动作过程中脑电信号.微针阵列电极具有良好的生理电信号测量性能,且微针阵列电极无需皮肤准备,直接贴敷检测,适合长期监测,有望部分替代传统商用电极.     

电极材料对GH4169短电弧铣削加工性能影响的实验研究

采用石墨、钨铜合金电极进行镍基高温合金GH4169短电弧铣削加工实验(SEAM),研究电极材料对短电弧铣削加工性能的影响规律,寻求加工性能最佳的工具电极。分析工件蚀除速率(MRR)、相对电极损耗比(TWR)与电极材料物理特性和放电参数间的相互影响关系。借助SUPRATM55VP扫描电镜观察工件表面形貌,HXD-1000TB视屏显示维氏显微硬度仪测定加工后工件显微硬度,研究工具电极材料对加工后工件表面完整性影响规律。实验结果表明:钨铜合金电极具有较好的放电加工性能,其工件蚀除速率比石墨提高22%,最小相对电极损耗不足1%,工件表面裂纹宽度和显微硬度较低,故钨铜合金电极是适合短电弧铣削加工的良好电极。     

电极材料对电火花加工质量影响的分析

对电火花加工中电极材料的合理选取作了详细的分析和探讨，并用实验结果分析了电极材料性能对加工质量的影响，说明了电极材料是影响电火花加工质量的一个重要因素。     

TC4钛合金多孔质电极电火花加工性能研究

采用了一种由紫铜颗粒经高温烧结获得的多孔材料作为工具电极进行了TC4钛合金电火花加工性能实验研究。多孔质工具电极可利用颗粒间孔隙形成的流道在加工过程中实现分布式的全向内冲液,增强钛合金电火花加工中的排屑作用。实验结果表明,多孔质电极能够采用不抬刀方式加工,其加工效率可达实体铜电极的3倍;且由于在冲液条件下钛合金加工屑向工具电极的反粘附着行为,使得其电极相对损耗率大幅降低。对半封闭复杂型腔的加工实验结果表明,采用多孔质电极进行粗加工能够大幅缩短加工时间,显示了多孔质电极在有一定深度的钛合金复杂型腔加工中具有较强的加工能力。     

电火花加工中电极材料对加工性能影响的试验研究

以电火花多电极加工3Cr13模具型腔为研究对象,以提高材料去除率和降低电极损耗为目标,对负极性标准切入加工时不同电极材料的电火花加工性能(加工效率、电极损耗)进行研究,设计并进行了不同工艺参数下紫铜电极和Cu50W铜钨合金电极加工试验,获得了不同条件下的材料去除率和电极相对损耗参数,并对多电极电火花加工工艺及经济性进行了分析,结果表明:相同工艺参数下,加工性能因电极材料热学性能不同而不同,Cu50W铜钨合金的材料去除率约为紫铜的85.7％,而电极相对损耗约为紫铜的42.9％,从而为电火花加工不锈钢模具材料的电极选择提供了理论依据.     

超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器电极材料对其性能起决定性作用,因此对超级电容器电极材料的研究成为目前最热门的研究方向之一。介绍了超级电容器的结构及储能机理,并归纳和整理了碳类、过渡金属氧化物和聚合物电极材料的研究现状,并对未来发展方向进行了展望。     

铜-石墨复合电极材料耐电蚀性试验研究

通过复合电铸技术在耐电蚀性强的铜主体中引入抗电蚀性能优异的微粉石墨成功制备了铜-石墨复合电极材料,试验研究了复合电极材料的抗电蚀能力。结果表明：在微粉石墨添加量36-48g／L,阴极电流密度2～3A／dm^2以及适当温度和搅拌强度等条件下制备的复合电极材料表现出优异的耐电蚀性能。     

功能梯度材料微细电火花电极损耗机理研究

论述了功能梯度材料Ni-TiN/Cu微细电火花电极的制备方法,并用实验的方法研究功能梯度材料层在电火花微细加工对电极损耗的影响。Ni-TiN/Cu微细电火花电极通过在圆柱铜电极外侧电沉积功能梯度材料层来制备,纳米颗粒TiN做为增强相。通过使用SEM分析功能梯度材料层的显微组织,使用光学显微镜测量电极加工孔质量与电极损耗情况,对比功能梯度材料电极与均质电极的电火花加工性能。在微细电火花加工中,功能梯度材料层可以有效的抑制高频脉冲条件下电极的损耗效应,改善电流密度分布,从根本上解决因尖端放电引起的电极形状变化问题,实现端面等损耗,保证了微细电火花加工电极的形状精度。实验结果验证了功能梯度材料作为工具电极在微细电火花加工应用的前景。     

莫具加工中电极材料的含理选择及应用

在模具加工中,特别是成形模具的型腔加工中,采用电火花加工技术目前仍然是不可替代的加工手段。其中工具电极的合理选择是一项重要的工作,这点在生产实践中并没有得到足够的重视。一般来说,对于模具本身材料,在设计之初就根据所成形材料特点和生产要求等条件来合理选择。对于需要电火花加工的型腔,由于被加工模具材料性能和工具电极材料性能将影响电火花加工性能（材料去除率、工具损耗率及工件表面质量等）,因此对于需要采用电火花加工的型腔来说,所用的工具电极也需要慎重对待,这样才能制造出高质量的模具。     

铜-石墨复合电极材料制备及抗电蚀性能分析

通过复合电铸技术,在耐电蚀性强的铜主体中引入抗电蚀性能优异的石墨微粉,制备了铜-石墨复合电极材料,探讨了复合电沉积条件与石墨含量的关系,用扫描电子显微镜分析了复合铸层的形貌特点,测定了表面粗糙度和显微硬度,试验研究了复合电极材料的抗电蚀能力。结果表明,在一定工艺条件下制备的铜-石墨复合电极材料表现出较优异的抗电蚀性能。