鈦合金陰極液相等離子電解的溫度計(jì)算與測量.pdf

1、本文研究了陰極液相等離子電解過程中，Ti-6Al-4V鈦合金工件表面溫度的計(jì)算與測量。研究從直流和脈沖兩個方面建立計(jì)算模型并驗(yàn)證。
　　直流條件下采用已有的工件-氣膜-電解液模型進(jìn)行計(jì)算，并在原有模型基礎(chǔ)上修改了假設(shè)條件，考慮了電解液揮發(fā)消耗熱量對于工件表面溫度的影響。采用Excel對模型進(jìn)行計(jì)算，并對計(jì)算模型進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果證明，修正后的直流模型計(jì)算數(shù)值與測量值能夠更好的擬合。直流條件下陰極工件表面溫度隨著電壓升高而增大;

2、在電壓不變的情況下，陰極表面溫度隨著放電時間的延長而降低。
　　脈沖條件下的溫度模型以一個脈沖周期為單位，討論斷電階段工件表面熱傳導(dǎo)的不同情況，建立了三種物理模型，分別考慮斷電階段工件與電解液之間存在蒸汽膜并發(fā)生熱交換、工件與電解液直接發(fā)生熱交換、工件不與外界發(fā)生熱交換三種情況，并根據(jù)邊界條件進(jìn)行求解得到了脈沖條件下陰極工件工件表面的溫度計(jì)算模型。將計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)測量值相擬合，發(fā)現(xiàn)在斷電階段不考慮工件與外界的熱交換的情況下，計(jì)算模型

3、最符合測量結(jié)果。在脈沖電壓下，工件表面溫度隨著占空比的增大而上升;而脈沖電壓的頻率減小，陰極起弧所需的電壓增大，但是頻率對于陰極工件表面溫度的影響不大。
　　對直流和脈沖條件下不同溫度對工件表面滲層形貌與性能進(jìn)行分析。在直流條件下，隨著表面溫度的升高，滲層的厚度增加，硬度同時也得到提高，Ti-6Al-4V表面溫度到達(dá)847℃時，處理20min能夠在表面得到約100μm厚的滲層，滲層中主要為鈦的氧化物和碳氮化物，滲層中最大硬度可以達(dá)