进电方式对太阳能级硅体电阻影响的基础研究

电火花加工太阳能级硅,硅的体电阻是影响加工效率的决定因素,而不同的进电方式会使硅有不同的体电阻.基于欧姆定律的均匀柱形导体电阻公式和电导公式,推导出硅点、线、面等不同进电方式下的体电阻计算公式,发现点接触形式下体电阻与点附近的材料性质、接触形式密切相关,增加线的长度可减小线接触体电阻,而减小材料尺寸是减小面接触体电阻的有效方法.最后用27 V恒压电源伏安法测量硅的通电电流,电阻的计算结果与点-点接触之间的体电阻计算值相符.     

半导体材料放电切割弯丝过冲控制研究

提出了一种基于电极丝位置检测的高阻半导体放电切割弯丝过冲控制方法。在对高阻半导体放电切割加工特性分析研究的基础上,分析了传统电火花线切割放电间隙取样方法对高阻半导体加工进给控制存在的问题,提出以测量加工过程中电极丝空间位置变化为基础的弯丝过冲检测方法,并设计了相应的检测系统。采用该系统对高阻半导体单晶硅进行了放电切割加工,试验表明:该检测系统能有效控制放电过程中出现的弯丝过冲现象,提高了切割效率。     

电火花诱导烧蚀磨削修整复合加工方法研究

针对放电诱导烧蚀加工在高效加工的同时易在工件表面产生巨大烧蚀坑的问题,提出了电火花诱导烧蚀磨削修整复合加工方法。对钛合金TC4进行了电火花加工、烧蚀加工、诱导烧蚀磨削修整复合加工的对比实验,研究机械磨削作用对烧蚀性能的影响。在钛合金烧蚀加工实验过程中,用复合机械磨头进行修整能显著提高加工效率,达到1107 mm3/min,是同等条件下电火花加工的6.77倍、烧蚀加工的1.27倍。由于存在机械磨削修整作用,可在线去除烧蚀产物,露出基体材料,工件表面粗糙度优于烧蚀加工,甚至优于同等电参数下的电火花加工,达到了在获得高效加工的同时提升表面质量的目的。     

电火花线切割大电流条件下电参数对加工性能的影响

为了解决往复走丝电火花线切割加工效率低的问题,对大电流条件下的两种电加工参数进行了研究,在保证平均电流相同的条件下,对小脉宽、大峰值电流和大脉宽、小峰值电流两种加工方式进行对比实验。结果表明:在普通往复走丝电火花线切割机床上,采用大脉宽、小峰值电流加工方式,其加工效率比小脉宽、大峰值电流的高约20%;采用小脉宽、大峰值电流的加工方式能有效地减少工件表面的烧伤,获得表面粗糙度值较小的加工表面。此外还分析了两种加工方式的放电加工机理,从放电通道扩展半径、放电频率和电极间放电状态等角度解释了两种方式的加工效率和表面质量差异。     

钛合金表面激光重熔等离子喷涂MCrAlY涂层温度场数值模拟

根据激光重熔的特点,考虑了材料热物性参数、换热系数、相变潜热随温度变化的因素,应用ANSYS的参数化设计语言建立了TC4钛合金表面激光重熔等离子喷涂NiCoCrAl-Y2O3涂层连续移动三维温度场有限元模型,并分析了激光功率和扫描速度对温度场的影响.结果表明与激光功率相比,激光扫描速度对试样温度场的影响较小.实验结果较好地验证了模拟结果,表明所建立的温度场计算模型是正确和可靠的.通过该计算模型,可以掌握激光重熔过程加热和冷却规律,为制备高性能的MCrAlY涂层优化工艺参数提供依据.     

金刚石烧结电极放电烧蚀加工蚀除机理

为了提高电火花加工效率,采用内部随机分布金刚石颗粒的管状烧结磨头作为放电诱导烧蚀加工电极。首先利用烧结电极金属基体和钛合金材料产生电火花诱导放电,通过电极内部进气孔冲入助燃氧气,使材料表面产生电火花诱导烧蚀。其次利用电极中的金刚石颗粒在线修整烧蚀加工的氧化表面,提高烧蚀效率及表面质量。对钛合金TC4进行钻削试验,从高效烧蚀加工及金刚石颗粒修整作用两个过程分别对该加工方法的微观蚀除机理做了具体分析,并与常规电火花钻削、紫铜电极烧蚀钻削进行对比,分析了材料去除率、表面质量等指标。结果表明,在相同试验条件下,金刚石烧结电极的烧蚀加效率是常规电火花钻削加工的14.5倍,并获得了近似机械加工的表面质量。     

半导体硅电火花成形持续加工条件研究

采用紫铜电极进行半导体硅电火花成形加工时,加工表面经常会生成黑点物质,导致加工无法进行。分析表明,该黑点物质为不具有导电性的铜氧化物。为避免该物质的产生,首先通过选用石墨电极改变电极材料,并选用不含有氧元素的工作介质,杜绝非导电金属氧化物形成的条件;其次,通过增加电极的附加振动或旋转,使极间的洗涤、冷却能力增强,改善了极间的排屑条件,从而使半导体硅电火花成形加工得以稳定顺利地进行。     

锗晶体放电加工特性及进电方式研究

研究N型锗晶体放电加工中体现的单向导通性、表面电化学现象以揭示其特殊放电加工特征.试验发现N型锗晶体放电加工无法持续,其主要原因是进电接触面产生电解并生成不导电、不溶解的氧化物且阻塞在进电接触面缝隙内.为避免在进电接触区产生电解,设计表面涂覆碳浆进电法;为避免进电接触区产生不导电、不溶解氧化物,设计了电极随动进电法,并...     

放电诱导雾化烧蚀深型孔加工技术研究

为提高常规电火花深型孔加工的稳定性及工艺指标,提出了一种新的深型孔加工方法——放电诱导雾化烧蚀加工技术。采用"水基-氧气"高压气雾介质作为放电介质,对烧蚀燃烧反应具有冷却、抑制和分散放电作用,有效降低了烧蚀能量,保证了加工的平稳性。另外,放电间隙中分散的熔融金属与气雾介质的氧气继续充分燃烧,气雾介质吸收释放的能量而迅速气化,产生的爆炸效果对蚀除产物的排出有巨大的促进作用,蚀除产物呈现喷发式排出。因此,放电诱导雾化烧蚀深型孔加工技术不断引入了新的能量,并解决了排屑的难题。在本试验条件下,对于边长为4.4mm的方孔,加工深度可达70 mm以上,材料蚀除率约为内冲液电火花加工的5.45倍,电极质量相对损耗降低了82%。