加工间隙内电解产物对微细电解加工的影响分析

微细电解加工时,由于间隙微小,生成的电解产物因难以从加工区域中移除而降低了加工速度甚至中断加工.为保证加工的持续进行,利用工具电极作间歇快速回退是移除间隙内的电解产物、更新电解液的有效途径之一.论文研究分析了间歇回退加工情况下电解产物移除速率对加工速度的影响,结果表明:加工速度并不随加工间隙的减小而单调增大,实际加工速度存在极限值(极大值).为兼顾加工效率和加工精度,应以与之对应的间隙值作为实际加工间隙.     

提高微细电解加工精度的研究

对影响微细电解加工精度的因素进行了详细的分析，提出了改善加工精度的方法，如以循环进刀代替直接进刀方式、采用脉冲加工电源、改善阴极的结构设计以及采用非线性电解液等。最后，结合实验对这些方法的可行性与有效性进行了验证。     

微细电解加工技术的概况与展望

概括总结了微细电解加工的典型技术,综合分析了近几年微细电解加工技术的研究成果和最新进展,包括脉冲电源、新型电解液、复合加工、微器件加工以及基础理论等方面,展望了其未来的研究重点和发展趋势.     

微细电解加工技术的发展现状

结合近些年国内外微细电解加工技术的研究进展,论述了微细电解加工技术在微细机械加工领域取得的最新研究成果,如脉冲微细电解加工、掩膜微细电解加工、微细电解铣削加工、复合电解微细加工等,这些成果在未来的微细电解加工领域应用将更为广泛,具有很好的使用价值。     

超纯水微细电解加工的基础研究

简要介绍了离子交换树脂间超纯水的电离过程,试验研究了超纯水电解加工的机理和可行性,并对实验结果进行了探讨。     

金属微孔网板微细电解加工技术研究

提出了采用微细圆柱群电极电解加工金属网板微孔的工艺方法.以电化学腐蚀法制备了直径(72 μm)一致的单排微细圆柱群电极,并用此群电极为工具阴极,进行了网板微孔的电解加工工艺试验,实现了金属微孔网板的稳定电解加工.     

微细电解加工用电极的侧壁绝缘及应用实验

介绍了一种微细电解加工用电极的侧壁绝缘方法及其应用实验.采用旋涂法在电极表面涂敷液态环氧树脂并固化处理,重复该过程形成多层绝缘薄膜,用机械磨削法去除电极端部的绝缘膜,使电极端面导电.通过基础工艺实验优化了旋涂法工艺参数,通过对比实验验证了侧壁绝缘电极的微孔加工效果.旋涂法可制得膜厚为5～10 μm的侧壁绝缘电极,采用该电极加工可显著减小微孔直径及锥度,提高微细电解加工尺寸精度.     

微细硅工具电极的制备及其微细电解加工实验

提出了一种采用重掺杂单晶硅作为工具电极基体、二氧化硅/氮化硅作为绝缘层的硅工具电极用于微细电解加工。设计了利用体硅湿法腐蚀实现电极基体成形,化学气相沉积制备绝缘层的微细硅工具电极制备工艺。初步实验得到电极加工部尺寸约为100μm,绝缘层厚度为800 nm的硅工具电极。利用高速旋转的微细硅工具电极在18Cr Ni8材料上加工出了微细沟槽结构和微细通孔。实验结果验证了侧壁绝缘层对杂散腐蚀抑制作用的有效性。经过96 min的持续加工实验,电极绝缘层保持了可靠的绝缘效果。     

综合改善微细电解加工精度的工艺研究

电解加工的阳极电化学溶解原理使其在微细加工领域具有巨大的发展潜力,但杂散腐蚀和流场条件恶劣制约加工精度的提高.分析了影响微细电解加工的主要因素,提出综合改善微细电解加工精度的工艺途径.理论分析和实验研究均表明:将LIGA工艺制备高质量微细阵列电极、电极侧壁绝缘、高频脉冲电流及非线性电解液加工、电极间歇回退伺服控制等方法有机结合,能有效约束电场、改善流场,提高微细电解加工的精度.     

三维微结构微细电火花和电解组合加工实验研究

提出一种微三维结构的微细电火花和微细电化学组合加工工艺,利用三维伺服扫描微细电火花加工快速去除三维型腔材料和微细电解铣削加工形成高精度和高质量三维型腔轮廓表面的互补优势,实现三维微结构的高效率和高精度加工。该组合加工工艺可在同一台微细电加工装置上进行。以在四方体型腔内形成设计尺寸为400μm×400μm×180μm四棱柱结构的加工为例,实验加工出尺寸为410μm×406μm×181μm的四棱柱结构,加工材料的去除速度分别为微细电火花加工31 182μm3/s,微细电解加工11 017μm3/s,得到了加工效率和加工精度的优化组合。     

制作微器件的超声电解复合微细加工基础研究

提出一种制造MEMS微器件的新技术——超声电解复合微细加工；设计微细加工工艺系统，进行一系列微细加工基础工艺试验，验证超声电解复合微细加工在微器件制造中的可行性．展示了该技术在提高微细加工精度、效率、表面质量等方面的优势，研究成果对完善MEMS器件制作技术具有重要理论意义与实用价值。     

聚晶金刚石超声振动研磨机理研究

将超声振动引入普通聚晶金刚石（PCD）研磨中去可以显著提高研磨效率,本文在分析PCD材料的微观结构和去除机理的基础上,对超声振动研磨PCD机理进行了深入研究,认为研磨轨迹的增长和超声振动的脉冲力的作用是提高研磨效率的主要原因。     

钨合金的形变强化新工艺与断裂机制研究

形变强化是提高钨合金性能的必要手段,是制备拉伸强度大于1200MPa的钨合金穿甲弹弹芯材料的主要途径。形变强化主要通过旋锻、静液挤压、热挤压或其它热机械加工复合变形技术实现。形变强化的机制主要是大变形使钨晶粒呈纤维状。本文综述了国内外对钨合金穿甲弹弹芯材料的形变强化工艺和机制的研究现状。     

Ag-IPMC物质组分变化及失效机理研究

为了明确IPMC的失效机理,提高其使用寿命,以制备的Ag-IPMC为研究对象,对Ag-IPMC失效前、后的表面物质组分变化进行分析。采用能谱仪对选取的3处新制Ag-IPMC样件表面和5处失效Ag-IPMC样件表面进行能谱扫描,分析Ag-IPMC样件失效前、后其表面物质组分的变化规律,研究Ag-IPMC表面物质组分变化对运动失效的影响。结果表明：新制的Ag-IPMC样件的表面Ag镀层中几乎没有Ag的氧化物存在,并且Ag镀层的导电性能优良,为基膜内离子的交换提供稳定的电场环境;失效的Ag-IPMC样件表面Ag元素含量降低,在电流作用下镀层中的Ag与O和S发生反应,生成了氧化物和硫化物,使镀层结构产生类似于拉伸断裂的现象,从而增大了Ag-IPMC表面镀层的接触电阻,导致Ag-IPMC失效。     

可重构电解加工机床研究

电解加工机床通常是根据用户具体需求单机生产，机床研制周期长、设计重复、成本高。为此，提出采用开放式控制系统、模块化思想开发可重构电解机床，并对机床的机械部分、控制系统及通信系统进行了研究。     

4Cr13钢激光相变强化机理研究

4Cr13钢淬火态试样激光淬火后晶粒尺寸保持常规淬火水平 ,是快速加热组织遗传造成的结果。用激光能量密度概念 ,分析了加热工艺参数对 4Cr13钢非平衡组织淬火后显微硬度分布的影响。结果表明 ,原始状态不同的试样 ,有效硬化层深度 (d)与激光能量密度 ρE 存在下列关系 :原始淬火态dX=0 2 32 7·ρ0 4 82 1E mm ;淬火 +低温回火态dY=0 2 2 78·ρ0 4 659E mm ;淬火 +高温回火态dZ=0 1710·ρ0 3 72 6Emm。 4Cr13钢淬火态试样激光淬火后获得了超过常规淬火水平 2 5 %的超高硬度 ,其中马氏体含碳量增加对超高硬度的贡献约占 6 2 3%,马氏体尺寸细化、高密度位错强化等因素的强化作用约占 37 7%。     

Ti6Al4V合金渗氢氢化组织及氢脆机制的研究

利用XRD，TEM研究了渗氢后Ti6Al4V合金的组织变化。在渗氢0．302％(质量分数，下同)及0．490％的试样中发现了面心立方的氢化物巧和大量的斜方结构的马氏体α”。提出了1种基于扩散的由βH共析转变生成α及fcc结构的片状氢化物δ的机制，并指出氢的引入可能诱发马氏体转变。在室温拉伸试验中发现在氢含量不高于0．102%时不发生氢致脆化。氢化物δ和马氏体α″在Ti6Al4V合金的氢脆中起主要作用，氢化物δ既有利于裂纹的萌生又有利于裂纹的扩展，而马氏体α″对裂纹的扩展具有重要的作用，二者共同促进了Ti6Al4V合金的室温高氢含量氢脆。     

镁合金环保型等离子体电解氧化膜层结合机理的研究

膜和基体之间的结合强度是评价膜层质量的一项重要指标,镁合金等离子体电解氧化生成的类陶瓷层具有较好的结合力,但大量研究并未对膜层的结合机理进行深入的探讨。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等方法对氧化膜的相组成和形貌特征进行研究,着重对膜层的结合机理进行分析和探讨。结果表明,微弧区瞬间的高温高压大大促进了孔壁附近膜里的氧和镁离子、铝离子间相互扩散,PEO膜层与基体的结合机理可以理解为7台金结合;XRD分析表明膜层并不存在碳和钠的化合物相,表明碳原子和钠原子并没有直接参与成膜反应,它们应该是通过沉积作用镶嵌在膜层的空隙中,因此这些原子与膜层的结合机理应该属于机械结合。