钛合金Ti-6Al-4V的电火花加工试验研究

对钛合金Ti-6Al-4V进行了电火花加工试验研究,以加工极性、脉宽、峰值电流为试验因素,探讨其对TC4钛合金的材料去除率、电极相对损耗及工件表面微裂纹的影响规律。结果表明:占空比一定、采用正极性或负极性加工时,增加峰值电流皆可提高其材料去除率,且负极性加工影响更为显著;同时,负极性加工可获得较低的电极相对损耗。无论选用何种加工极性,增大峰值电流与脉宽,都会导致TC4钛合金加工表面出现显著的微裂纹,且负极性加工时的工件表面微裂纹密度大于正极性加工;同时,TC4钛合金加工表面皆有TiC生成,使电火花加工TC4钛合金时的材料去除率降低。     

基于ANSYS的混粉准干式电火花表面强化TC4钛合金显微裂纹分析

利用有限元法对电火花表面强化TC4钛合金温度场进行模拟仿真,在其他条件不变的情况下,分析了不同电流强度对强化层温度场分布和变化的影响规律。以仿真模型参数为试验强化参数,在混粉准干式介质中,以石墨棒为工具电极对TC4钛合金进行表面强化,利用扫描电子显微镜对强化层微观形貌进行观测,对比分析了强化实验结果与模拟仿真结果。结果显示,随着电流强度升高,温度场温度梯度变大,热应力变化变强,造成强化层表面微裂纹增多。     

Mo电极电火花强化与喷丸复合提高Ti合金微动疲劳抗力

采用Mo电极分别在空气和硅油中对Ti811钛合金表面进行电火花强化处理（ESS），探讨消除强化层中裂纹缺陷的途径。将ESS与喷丸强化复合，拟使Ti合金微动疲劳（FF）抗力得到显著改善。结果表明：Mo电极在空气中电火花强化处理Ti811钛合金表面后，强化层出现明显的微裂纹缺陷，由此导致其微动疲劳抗力降低。在硅油中用Mo电极电火花处理Ti811合金不仅消除了表面裂纹缺陷，而且使钛合金表面具有良好的减摩润滑作用，显著改善了钛合金基材的耐磨性能；再经喷丸强化处理，使钛合金基材的微动疲劳抗力显著提高。     

混粉准干式电火花表面强化TC4钛合金强化层组织与性能

利用混粉准干式电火花表面强化技术对TC4钛合金进行表面强化。工作介质中混入B4C粉末,工具电极选用石墨电极,在其表面形成富含C、B、Ti、Al等元素的强化层来改善钛合金表面的硬度。结果表明,强化后合金表面形成一层致密的、呈菊花瓣状层叠式组织的强化层,与基体结合良好,电流增大菊花瓣状晶粒明显增大;经峰值电流为3.7和6.6A的电火花强化后,强化层硬度(HV)由强化处理前的312分别提高至899和1 039。XRD分析表明,强化层中出现了TiC、TiB、B_8C、Al_3BC、Al_3Ti和Al_5Ti_2等相,电流增大至6.6A时还出现了Al_(3.3)Ti亚稳相,且Ti-Al化合物相含量明显增多,实现了对钛合金表面的混杂强化。     

混粉准干式电火花复合强化TC4钛合金试验研究

以石墨和紫铜为强化电极,TC4钛合金为基体材料,在混粉准干式工作介质中对TC4钛合金进行电火花表面强化,分析了不同电极材料对强化层微观组织和性能的影响。结果表明,复合强化可以获得组织致密且厚度均匀的表面强化层,显著改善基体表层质量。强化层显微硬度约为1 500 HV,相对磨损率约为基体材料的27%。TC4钛合金表面强化层的显微硬度和耐磨性能均大幅提高。     

超声电火花复合加工钛合金表面质量研究

采用电火花加工及超声电火花复合加工的方法对TC4钛合金进行了加工实验,分析了小电参数下两种加工方法中脉宽和峰值电流对表面粗糙度的影响,研究表明超声电火花复合加工可有效地降低零件表面粗糙度值.通过扫描电镜对零件表面形貌的分析和重熔层厚度的观测以及零件表面X射线衍射分析,表明采用超声电火花复合加工钛合金零件可获得较好的表面质量.     

复合电极-混粉电火花加工Ti-6Al-4V钛合金的研究

目的采用混粉电火花加工技术,使用超声电沉积制备的Cu-Si C复合电极加工TC4钛合金,在工作液中混入碳粉进行表面改性,以获取性能优异的加工表面。方法利用Cu-Si C复合电极和Cu电极对TC4钛合金进行成型加工。用扫描电子显微镜(SEM)观察加工后工件的表面形貌和熔凝层断面形貌,并用TR200粗糙度仪测量其表面不同位置的粗糙度值。用硬度仪测量工件熔凝层的显微硬度,用X射线衍射仪对材料强化层进行物相分析。并对电极损耗进行对比分析。结果 Cu电极加工的TC4钛合金表面凹坑深且面积大,熔凝层疏松,粘合性较差。Cu-Si C复合电极加工的TC4钛合金表面放电痕迹大,深度统一,电蚀产物少,熔凝层致密好。利用X射线衍射仪、硬度测量仪和粗糙度仪对试样测量分析显示,Cu-Si C复合电极加工后,表面生成的Ti C峰相高,耐磨性好,表层显微硬度较大,约为基体的6倍,表面平均粗糙度值Ra=2.825μm。复合电极损耗比铜电极损耗降低了18%。结论两种电极加工后,TC4钛合金表面均得到改善,且使用超声电沉积Cu-Si C复合电极加工后的表面质量更好。     

基于ABAQUS的煤油介质中电火花表面强化工艺参数的研究

选取合适的热源模型、热边界条件和放电通道半径公式等,建立了煤油介质中电火花表面强化的热传导模型.在此基础上,利用ABAQUS有限元分析系统,模拟了煤油介质中电火花表面强化的单脉冲瞬态温度场,研究了电流增大对温度场的影响,并对单脉冲条件下的工具电极和工件在不同峰值电流下的温度场进行数值模拟,预测了电火花表面强化的工艺参数...     

钛合金表面电火花沉积强化研究现状

介绍了电火花表面沉积工艺的基本原理和技术特点，以及国内外电火花沉积技术在钛合金表面强化领域的研究现状。在钛合金表面进行电火花沉积，可得到具有高硬、耐磨、耐高温氧化、低摩擦系数的特殊表面涂层。虽然电火花表面强化技术具有特殊的强化效果，但存在着电火花强化层的表面粗糙度不容易控制、生产效率低、强化工艺不稳定的缺点。因此，今后要深入研究电火花放电机理，进一步提高强化效率，研究不同电极、基体材料的强化工艺。     

氮气流量对TC11钛合金表面电火花原位反应沉积TiN强化层显微组织和摩擦学性能的影响（英文）

为提高钛合金表面耐磨性能,运用电火花沉积技术在TC11钛合金表面原位反应沉积TiN强化层,研究N2流量对强化层显微组织和摩擦学性能的影响。结果表明:当N2流量过小时,强化层厚度较薄,主要由Ti2N、α-Ti、TiO和TiN等相组成,电火花快速放电导致基体表面产生的熔池急速冷凝,使得亚稳态Ti2N相保留在强化层中;当N2流量过大时,强化层微裂纹和孔洞等缺陷较多;而当N2流量适中时,强化层主要由TiN等物相组成,且致密均匀(50~55μm),平均显微硬度达HV0.21165.2,是TC11钛合金基体的3.4倍。当N2流量适中时,TiN强化层的耐磨性能最好,此时其磨损质量为0.4 mg,是TC11基体的2/9,其主要磨损机理为微观切削磨损和多次塑变磨损。     

电极对准干式电火花表面强化TC4强化层组织与性能影响

以石墨、紫铜、钨为强化电极,分别在正极性和负极性条件下对TC4钛合金进行混粉准干式电火花表面强化,分析了强化层微观组织结构及性能。结果表明:石墨电极负极性加工得到细长枝状组织及花瓣状,铜电极、钨电极负极性加工得到饼状组织结构且叠加层明显;3种电极正极性加工均得到质地均匀茂盛的花瓣状组织。强化层硬度较基体材料均有大幅提升,其中石墨电极和钨电极负极性加工、铜电极正极性加工时的强化硬度均超过HV1 000,最高约为基体的3.4倍。     

柔性钛电极电火花合成TiN涂层

文中提出一种利用柔性钛电极在钛合金TC4表面合成TiN涂层以改善工件表面性能的新方法.在加工中利用柔性钛电极与钛合金TC4表面进行电火花放电,同时通过钛电极内部向加工区域通入氮气,利用电火花放电能量在工件表面反应生成TiN涂层.测量其表面硬度并利用SEM,XRD等手段对其涂层微观形貌和组分进行测试.结果表明,在TC4工件表面制备出了TiN强化涂层,涂层致密、均匀、连续;TiN涂层厚度超过1 mm;涂层主要由TiN强化相组成,显微硬度高达1859.6 MPa;涂层表面的放电坑大而浅且存在刮削痕迹,柔性钛电极丝对TiN涂层有较强的刮削涂覆作用;TiN涂层与基体之间相互渗透形成冶金结合.     

两种钢铁材料电火花表面强化层组织结构研究

采用硬质合金YG-8和堆焊焊条FW-1101作电极,在电火花表面强化器上分别处理了U70MnSi钢和40Cr钢的表面。用X射线衍射分析了强化层的组织,用光镜和扫描电镜(SEM)观察了显微组织。结果表明,强化层是由细晶组织和非晶组织组成的合金层。细晶组织是由强化过程中的瞬时力、撞击应变、快速加热等效应变及位错和空位增加联合作用引起的。强化层中的非晶组织、组织细化和残余应力使其衍射峰宽化。     

两种钢铁材料电火花表面强化层组织结构研究

采用硬质合金YG-8和堆焊焊条FW-1101作电极，在电火花表面强化器上分别处理了U70MnSi钢和40Cr钢的表面。用X射线衍射分析了强化层的组织，用光镜和扫描电镜（SEM）观察了显微组织。结果表明．强化层是由细晶组织和非晶组织组成的合金层。细晶组织是由强化过程中的瞬时力、撞击应变、快速加热等效孟变及位错和空位增加联合作用引起的。强化层中的非晶组织、组织细化和残余应力使其衍射峰宽化。     

TC4钛合金混粉电火花表面改性研究

目的通过混粉电火花加工方法,分别使用紫铜和石墨作为工具电极,获得综合性能较好的TC4钛合金表面。方法利用手持式TR200粗糙度仪对工件表面的粗糙度进行测量,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪对工件组织形貌和物相结构进行分析,用FM800型显微硬度计对工件表面进行显微硬度测量。结果在相同电参数下,紫铜电极加工的工件较石墨电极加工的工件表面粗糙度要低,硬度也相对低。当I=4.5A、tON=30?s时,紫铜电极加工的工件表面平均粗糙度值Ra=2.223?m,表面硬度约为600HV;石墨电极加工的工件表面平均粗糙度值Ra=2.796?m,表面硬度约为700HV。当I=9 A、tON=30?s时,紫铜电极加工的工件表面平均粗糙度值Ra=2.748?m,表面硬度约为650HV;石墨电极加工的工件表面平均粗糙度值Ra=3.705?m,表面硬度约为750HV。结论在不同电极条件下混粉电火花加工后,TC4钛合金工件表面都达到了强化的效果。     

TC4电火花加工的工艺参数优化设计

对钛合金TC4进行电火花加工,运用正交试验的方法对数据进行处理,探究电火花加工的特性。重点分析了电参数中峰值电流、脉冲宽度和脉冲间隔及加工时间对电极损耗及加工速度的影响。寻找一组优化参数,研究结果对钛合金的电火花加工具有一定的参考意义。     

TC4合金的磨损率及磨损表面层的显微组织变化

在空气和真空(10^-5Pa)条件下对TC4合金进行了系统的磨损性能测试，研究了载荷和滑动速度对TC4合金磨损率的影响。对TC4合金磨损后的表面层进行了显微组织分析。试验结果表明，空气磨损后表面层的显微组织在较低滑动速度下呈现位错的滑移带，在较高滑动速度下出现显微裂纹。真空磨损后表面层的显微组织发生细化并具有50nm～100nm尺寸，显微组织中呈现大量的位错，在较高滑动速度下有孪晶出现。     

微弧氧化钛合金的电化学腐蚀行为

采用微弧氧化技术在TC4钛合金表面制备了多孔陶瓷层,研究了其在Hank′s模拟体液中的电化学腐蚀行为,利用SEM和XRD分析了其表面形貌和物相组成。结果表明,微弧氧化合金的自腐蚀电位升高约0.3V,提高了TC4钛合金在生物体液环境下的化学稳定性。在钛合金植入体电位范围内,微弧氧化处理可明显提高极化电阻,减少腐蚀电流1~2个数量级。随腐蚀时间的延长,TC4钛合金表面钝化膜逐渐发生腐蚀,而微弧氧化膜浸泡初期HA的形核及生长是电极反应中最活跃部分,2周后表面形成均匀的HA薄膜,表现出良好的抗电化学腐蚀性能。     

Probability of precision micro-machining of insulating Si3N4 ceramics by EDM

Electrical discharge machining (EDM) is used as a precision machining method for the electrically conductive hard materials with a soft electrode material. But recently we succeeded to machine on insulating material by EDM. The technology is named as an assisting electrode method. The EDMed surface is covered with the electrical conductive layer during discharge. The layer holds the electrical conductivity during discharge. For micro-EDM, the wear of tool electrode becomes lager ratio than the normal machining. So the micro-machining is extremely difficult to get the precision sample.

In this paper to obtain a fine and precise ceramics sample, some trials were carried out considering the EDM conditions, tool electrodes material and assisting electrode materials. Insulating Si₃N₄ ceramics were used for workpiece. The machining properties were estimated by the removal rate and tool wear ratio. To confirm the change of micro-machining process, the discharge waveforms were observed. The micro-machining of the Ø0.05 mm hole could be machined with the commercial sinking electrical discharge machine.