柔性電極鈦合金表面電火花強(qiáng)化試驗(yàn)研究.pdf

1、鈦合金具有密度小,比強(qiáng)度大、比剛度高,有很好的抗腐蝕性能、高溫力學(xué)性能、抗疲勞和蠕變性能,及吸氫、超導(dǎo)、無磁、形狀記憶、低阻尼等優(yōu)良特性,但存在硬度低、導(dǎo)熱系數(shù)低,耐磨性差,易發(fā)生熱粘連,耐燃性差等缺點(diǎn)。為提高鈦合金表面性能,通過對傳統(tǒng)電火花表面強(qiáng)化的實(shí)驗(yàn)研究,提出柔性電極鈦合金表面電火花強(qiáng)化的工藝方法。該方法具有傳統(tǒng)電火花表面強(qiáng)化優(yōu)點(diǎn),并有效克服傳統(tǒng)電火花表面強(qiáng)化中存在的沉積效率低、不適合大面積強(qiáng)化、對表面質(zhì)量有破壞作用等缺點(diǎn)和不足。

2、良好的強(qiáng)化效果和表面質(zhì)量以及對型面的廣泛適應(yīng)性預(yù)示著這種技術(shù)具有廣泛應(yīng)用前景,為鈦合金表面強(qiáng)化提供一種新的工藝方法。
　　 本文主要工作如下:
　　 1)通過對電火花表面強(qiáng)化基本原理和存在問題的分析研究,結(jié)合試驗(yàn)要求,建立了柔性電極鈦合金電火花表面強(qiáng)化試驗(yàn)系統(tǒng)。
　　 2)利用柔性電極在空氣介質(zhì)中對鈦合金TC4表面進(jìn)行電火花強(qiáng)化。分析了強(qiáng)化層的組織成分及機(jī)械性能,試驗(yàn)中對強(qiáng)化層硬度、表面質(zhì)量、強(qiáng)化層厚度、強(qiáng)化層組

3、織成分進(jìn)行了分析研究。該試驗(yàn)驗(yàn)證了采用柔性電極進(jìn)行鈦合金表面電火花強(qiáng)化可以在保證鈦合金試件表面質(zhì)量的同時,獲得一定厚度的強(qiáng)化層,提高了鈦合金表面硬度。
　　 3)研究了柔性電極鈦合金表面電火花強(qiáng)化的放電特性,證明其放電是電弧放電,而且電極絲同試件表面接觸的時間遠(yuǎn)小于脈沖寬度,在一個脈沖寬度內(nèi)會有多條電極絲與試件表面進(jìn)行電弧放電,其放電狀態(tài)在電弧放電和短路狀態(tài)間跳轉(zhuǎn)。單脈沖能量被分散于多點(diǎn)放電,有利于維持強(qiáng)化表面質(zhì)量。
　　

4、 4)研究了對強(qiáng)化層表面質(zhì)量、強(qiáng)化層厚度及表面硬度的影響因素。表面硬度隨放電能量(平均電流和脈沖寬度)的提高而提高,表面粗糙度值隨放電能量的提高而增加,表面質(zhì)量下降。柔性電極對鈦合金試件表面有涂覆磨削作用,有利于提高強(qiáng)化表面的質(zhì)量。
　　 5)為兼顧強(qiáng)化層表面粗糙度值和表面硬度值,可以先采用滿足獲取高硬度和較厚強(qiáng)化層厚度要求的電參數(shù)和其它強(qiáng)化參數(shù)以獲取較高的硬度和比較厚的強(qiáng)化層,同時提高強(qiáng)化效率,然后采用小的電參數(shù)和其它強(qiáng)化參