鈦合金TC18的“電解-約束刻蝕”復(fù)合電化學(xué)加工研究.pdf

1、鈦合金因其良好的綜合性能，被廣泛應(yīng)用于航空、汽車、化工等領(lǐng)域，然而其也存在高硬度和高粘塑性的特點(diǎn)，因此通過傳統(tǒng)的機(jī)械切削加工難以取得較好的效果，尤其是復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的加工。采用電化學(xué)加工的方法是一種解決上述問題的較佳的思路。電解加工具有較高的加工效率，但是其存在加工穩(wěn)定性差，加工精度欠佳的缺點(diǎn)，而約束刻蝕層加工技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的三維微結(jié)構(gòu)加工，本文提出將兩種加工方式完美融合，形成一種新型的復(fù)合加工方式，即“電解—約束刻蝕”復(fù)合電化學(xué)加工

2、技術(shù)，以期實(shí)現(xiàn)效率高、精度好和表面質(zhì)量佳的加工。
　　論文論述了幾種典型的復(fù)合電解加工技術(shù)和電化學(xué)微細(xì)加工技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，著重分析和探討了電解加工和約束刻蝕劑層技術(shù)的原理及特點(diǎn)，總結(jié)了兩種加工方式的優(yōu)缺點(diǎn)，確定了復(fù)合的必要性和可行性；通過化學(xué)和電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，如失重法、塔菲爾曲線、循環(huán)伏安曲線等，初步確定了適合鈦合金TC18的約束刻蝕電解液體系。
　　論文所設(shè)計(jì)的復(fù)合方式為：通過雙刀雙擲開關(guān)控制極性轉(zhuǎn)換，電解加工和約束刻蝕

3、加工交替進(jìn)行（本文中設(shè)計(jì)在陽(yáng)極產(chǎn)生刻蝕劑）。在電解加工周期，模板電極為陰極，被加工件為陽(yáng)極，工件發(fā)生陽(yáng)極溶解反應(yīng)；在約束刻蝕周期，被加工件處于開路狀態(tài)（外接一個(gè)承接電極做陰極），模板電極為陽(yáng)極，發(fā)生刻蝕反應(yīng)。
　　論文通過單因素和正交試驗(yàn)對(duì)鈦合金 TC18的復(fù)合加工電解液進(jìn)行篩選和優(yōu)化，最終確定了一種既適合電解加工，又適合約束刻蝕加工的復(fù)合電解液體系：25g/L NaBr+15g/L NaNO3+20g/L NaNO2+7g/L

4、NaF+10g/L NaOH+10 g/L檸檬酸鈉+0.2g/L十六烷基三甲基溴化銨；通過對(duì)其加工參數(shù)的研究與分析，選定了脈沖電源作為加工電源，并當(dāng)電壓為6 V，頻率為320 Hz，占空比為1:16，電解液循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速（控制電解液流量）120 r/min時(shí)，在鈦合金TC18試樣上加工出釋放精度為68μm，表面粗糙度為0.72μm的與模板互補(bǔ)的半球面。
　　論文的研究表明，“電解—約束刻蝕”復(fù)合加工在三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)方面，呈現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)