电火花沉积熔滴过渡过程材料流动规律仿真研究

电火花沉积材料的过渡形式、过渡形态、结合过程等对沉积的效率、稳定性及沉积层质量有重要影响.为了探究电火花沉积的熔滴转移过程,建立了电火花沉积两极间熔滴过渡的仿真模型,模拟了电极表面熔融液滴变形及脱落的过渡过程,分析了过渡过程中熔滴的形态变化、压力分布及流动趋势.结果表明:熔融电极材料在重力、表面张力及等离子流力的作用下...     

柔性电极电火花沉积试验研究

针对硬质电极电火花沉积技术存在的放电间隙不可控、沉积过渡过程不稳定、沉积物质不均匀等问题,开发了柔性电极电火花沉积系统。通过利用柔性电极代替传统硬质电极及通过工件的旋转代替电极的运动,改善了传统电火花沉积中存在的问题。最后进行了沉积试验。结果表明:柔性电极电火花沉积过程中极间放电稳定连续,有效消除了传统硬质电极电火花沉积中放电不均匀的问题。所获沉积层截面致密均匀,基本消除了沉积层中的孔洞、裂纹等缺陷,沉积物质的分布较为均匀。     

电极力对Cr12MoV电火花沉积YG6工艺影响

电火花沉积工艺自21世纪初开发以来,由于放电时间短,沉积层结合力强,被广泛应用于材料延寿及表面改性等领域.文中利用自动电火花沉积系统,结合高速摄像技术、金相分析技术,研究了Cr12MoV模具钢沉积YG6工艺过程,分析了电极力对沉积表面粗糙度、沉积效率的影响规律.结果表明,电极力是影响沉积层质量与沉积效率的关键参数,通过反复试验得到该工艺中的最优电极力参数为1.6 N,在此参数作用下,电火花放电形成了火花放电为主与短路放电为辅的放电形式,沉积效率高,表面粗糙度低.     

电极力对Cr12MoV电火花沉积YG6工艺影响

电火花沉积工艺自21世纪初开发以来,由于放电时间短,沉积层结合力强,被广泛应用于材料延寿及表面改性等领域.文中利用自动电火花沉积系统,结合高速摄像技术、金相分析技术,研究了Cr12MoV模具钢沉积YG6工艺过程,分析了电极力对沉积表面粗糙度、沉积效率的影响规律.结果表明,电极力是影响沉积层质量与沉积效率的关键参数,通过反复试验得到该工艺中的最优电极力参数为1.6 N,在此参数作用下,电火花放电形成了火花放电为主与短路放电为辅的放电形式,沉积效率高,表面粗糙度低.     

旋转电极接触力对电火花沉积放电过程参数和材料转移的影响

为了研究旋转电极接触力对电火花沉积放电过程参数和材料转移的影响,进行了不同接触力下的电火花自动沉积试验.分析了不同接触力下的各种放电波形的数量、放电脉冲的平均电压和电流等放电参数、电火花沉积的转移效率和沉积效率、沉积层的表面形貌和截面形貌、表面粗糙度等.结果表明,接触力的变化影响了旋转电极电火花自动沉积过程中各种放电类型的数量和比例.随着接触力的增大,接触放电比例逐渐减少而短路放电比例逐渐增加,放电脉冲的平均电压和平均功率逐渐下降而平均电流逐渐上升.接触力对电火花沉积的转移效率和沉积效率影响较大,对表面粗糙度影响不大.接触力为1～2 N时,自动沉积过程中的接触放电比例较高,转移效率和沉积效率也较高.在旋转电极电火花自动沉积过程,接触放电引起的材料转移量明显高于短路放电引起的材料转移量.     

QAl9-4铜合金表面电火花沉积试验研究

在QAl9-4铜合金上进行了同种金属沉积试验,研究了电火花沉积铜及铜合金的技术特点。结果表明,利用电火花沉积技术可以实现铜合金的大厚度沉积,获得了厚度达1.67 mm的沉积层;沉积层连续均匀,由大量近纳米尺寸的柱状晶组成,与基体呈冶金结合;沉积效率和电极损失率都随沉积功率的提高呈近似线性增大趋势;沉积率随沉积功率的增大呈现先增大,再保持,后降低的趋势;电极材料的物质过渡由电火花放电飞溅、熔化材料离心飞溅、熔融熔化材料摩擦涂覆组成。     

电火花沉积Ni基涂层的质量过渡及电极损失

采用逐层沉积的方法,在基材表面获得了1-8层Ni基电火花涂层,探讨了电火花沉积过程中Ni基电极的质量过渡规律及电极材料的流失形式。结果表明:Ni基电极向基材的平均质量过渡系数为0.76;电极的损失有气化、液态溅射和氧化三种形式;氩气保护在沉积过程中起重要作用;随着沉积层厚度的增加,基材对涂层的稀释越来越小。     

一种电火花沉积接触力自动控制装置和沉积试验

为了研究接触力对电火花沉积过程的影响,设计了一种电火花沉积接触力自动控制装置,进行了不同接触力下的自动沉积试验,分析了不同接触力下的沉积效率、质量转移效率、沉积层表面形貌和各种放电波形的数量等.结果表明,接触力为1.0 N时,取得了较大的沉积效率和质量转移效率,沉积层的表面质量也较好.设计的电火花沉积接触力自动控制装置...     

电火花沉积层质量的影响因素研究

研究了电极材料、润湿角、工艺参数、电火花沉积设备及后处理工艺等因素对实现提高沉积层耐磨性和耐腐蚀性等目的的影响,有助于提高电火花沉积层的沉积质量,为电火花沉积实验的制定和生产提供一定的参考,有利于电火花沉积工艺的改进与推广。分析表明:用短脉冲小功率沉积和较小的润湿角电极,相关联时序控制开关电源能有效提高沉积层的质量。     

基于正交试验的圆柱电极参数对电火花沉积质量影响分析

在圆柱电极与基体线接触情况下,设计并进行了电火花沉积正交试验,分析了电极直径、电极厚度和电极转速对质量转移效率、沉积效率和沉积层表面粗糙度的影响,并优化了圆柱电极参数.结果表明,在一定试验条件下,采用圆柱电极能够获得较均匀致密的沉积层,随着电极直径与电极转速的增大,间隙放电数量增加,火花和飞溅增多,沉积层表面粗糙度增加...     

一种 45 钢表面电火花沉积 WC 层的新方法

目的提出一种利用高速电火花小孔加工机床实现工件表面强化的新方法。方法基于电火花沉积理论,通过改变机床电极的极性,在45钢表面电火花沉积WC层,从沉积层的厚度、粗糙度和微观缺陷三个方面分析电流和脉宽对沉积层质量的影响。结果当脉宽为80μs,电流为7 A时,获得的沉积层厚为35μm,硬度达1000HV,无明显缺陷。结论 D703F高速电火花小孔加工机床更换极性后,能够进行表面沉积,适当调整工艺参数可以实现空气中放电沉积,并获得理想的沉积层。     

电火花沉积工艺及沉积层性能的研究

为了研究电火花沉积工艺对沉积层组织结构及沉积层性能的影响,改善电火花沉积层的表面质量.采用新型电火花沉积设备,以YG8电极材料,H13(4Cr5MoSiV)钢为基体材料进行了沉积实验.通过工艺实验,研究了沉积时间、沉积功率、沉积电压、沉积频率和沉积气氛对沉积层的影响规律,用X射线衍射仪分析了沉积层的组织结构,通过硬度实验和抗磨损实验测定了沉积层的纤维硬度和抗磨损性能.试验表明,电火花沉积工艺对沉积层的组织结构和沉积层性能有影响,沉积层内的白亮层含有大量复杂化合物,具有高的纤维硬度和高的耐磨性.     

电沉积金刚石线锯装置的研制

电沉积金刚石线锯制作工艺简单、沉积层与基体结合强度高,在超硬晶体切片加工领域具有广阔应用前景。基于电沉积技术的基本原理,分析电极材料沉积到基体表面并发生冶金结合的过程,设计制备金刚石线锯的装置:分析沉积方式和介质对沉积层的影响,确定旋转电极、气体介质的设计方案;用电极与基体间平均电压检测放电状态,据此调节电极与基体的距离,使电极处于电火花放电状态。以此装置电沉积线锯,发现:其运行可靠,可在φ0.4 mm不锈钢丝上沉积金刚石磨粒。      

电容充放电脉冲数字控制型电火花沉积电源

传统的电火花沉积电源由于放电电压不能连续调整,导致电火花沉积应用范围受限、效率较低.针对这点不足,研制了一台电容充放电脉冲数字控制型电火花沉积电源.该电源包括微处理器、整流滤波电路、充电及其驱动电路、充电电压比较电路、放电及其驱动电路、运动电极等.电源充电过程和放电过程交替进行,可以对放电电压进行无级调整,实现放电能量的无级调整,放电频率也可无级调整.结果表明,电源在电极与工件短路时,可控硅仍能可靠关断,放电参数调整方便,适应各种工艺条件的要求.     

电火花沉积工艺对点焊电极TiC沉积层厚度的影响

为了改善镀锌钢板点焊电极的寿命,选用铬锆铜球型点焊电极,以TiC作为熔敷材料,进行了点焊电极表面电火花沉积TiC工艺试验。通过正交试验考察了沉积工艺参数(电容、基体电极转速、振动频率、沉积时间)以及前处理与后处理对沉积层厚度的影响。结果表明,电容是影响电火花沉积层厚度的主要因素;振动频率对沉积层厚度有一定的影响;基体电极转速、沉积时间对沉积层厚度影响较小。试验条件下最佳的工艺参数是:电容量30000μF,基体电极转速1320r/min,振动频率50Hz,沉积时间120s。前处理(沉积前清洗)对其厚度影响很小。后处理(沉积后700℃×30min退火)促进元素扩散并减小沉积层厚度。     

电火花沉积WC-4Co复合层界面行为

采用新型电火花沉积设备,将亚微米WC-4Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢材料上,制备电火花沉积合金涂层,利用SEM和XRD等技术研究沉积层与基体间的界面行为,分析沉积层的表面润湿性、物相形成机理、微观组织结构、界面元素分布、界面结合机理和显微硬度变化等。结果表明:电火花沉积技术可以在金属基体表面制造出微纳米非晶高熔点强化层。铸钢表面沉积层主要由Fe3W3C、Co3W3C、Si2W和Fe2C等相组成;沉积层与基体呈冶金结合,过渡层中出现一些柱状晶和等轴晶的组织结构,沉积层中细小的Fe2C和Si2W等硬质相颗粒弥散分布于Fe3W3C和Co3W3C沉积层上。沉积层的厚度大于20μm,沉积层的平均显微硬度为1803.2 HV,细小弥散分布的硬质相是沉积层硬度提高的主要因素。     

气中微细电火花沉积加工的单脉冲放电过程热力学仿真(英文)

建立气中微细电火花沉积加工过程电极材料的热物理模型。利用有限元分析软件ANSYS对单脉冲条件下的工具电极和工件的瞬态温度场进行数值模拟,分析热源形式、初始边界条件和放电能量分配对工具电极和工件材料蚀除形式的影响,并预测适合微细电火花沉积加工的工艺参数。采用仿真预测得到的工艺参数,在高速钢工具表面稳定沉积出直径约200μm、高度约1.2mm的微圆柱结构。对沉积材料微观组织结构的测试分析表明,沉积材料与基体结合紧密。工艺实验和测试分析证明了所建立的微细电火花沉积加工过程的单脉冲放电热物理模型和有限元求解过程的正确性。     

YG10/CD750双电极交替沉积电火花沉积层的组织与性能

为减少电火花沉积层的内部缺陷,改善电火花沉积层的质量,分别选择CD750和YG10两种钨钢棒作为电极材料,在H13钢表面进行单电极及双电极材料交替沉积。结果表明,各沉积层与基体元素互相扩散。沉积层主要由超细硬质相W_2C、Fe_7W_6、Fe_7C_3、Fe_3W_3C和Co_3W_3C等组成,交替沉积层元素扩散比单电极沉积层元素扩散程度高,沉积层与基体形成冶金结合,无明显分层。各沉积层的显微硬度均比基体显著提高。随电压、功率和频率的增加,沉积层厚度先增加后减小,交替沉积层极限厚度比单电极沉积层高,其中YG10+CD750电极交替沉积层厚度最厚。     

点焊电极表面电火花振动熔敷TiC工艺参数优化

为了改善镀锌钢板点焊电极的寿命,选用铬锆铜球型电极,以TiC作熔敷材料,对点焊电极表面进行了电火花振动熔敷功能强化层工艺试验.通过正交试验考察了沉积工艺参数(电容、基体转速、振动频率、沉积时间)对沉积层硬度和厚度的影响.结果表明,电容是影响电火花沉积层硬度和厚度的主要因素;振动频率对沉积层性能有一定的影响;基体转速、沉积时间对沉积层性能影响较小.试验条件下最优工艺参数为电容量30000 μF,基体转速1320 r/min,振动频率50 Hz,沉积时间120 S.     

电火花沉积的放电参数闭环控制系统研制

为实现电火花沉积的自动化，研制了一种电火花沉积的放电参数闭环控制系统，能够实时采集沉积过程中的放电参数，基于放电脉冲平均电压与接触力呈反比的线性规律，通过调节进给电机和进给滑台控制工件与电极的接触力进行放电脉冲平均电压的闭环控制，实现了电极的自动进给调节.采用模块化技术设计了控制系统的模拟电路、数字控制电路和控制软件，缩短研制周期，使可靠性得到保证，便于升级和扩展.电火花沉积的试验结果表明，研制的放电参数闭环控制系统能够实现电极与工件的稳定接触，获得均匀致密的沉积层，便于实现电火花沉积的自动化操作，有利于电火花沉积技术的推广应用.