ELID 磨削工艺控制研究

砂轮表面氧化膜的形成规律与特性对ELID超精密磨削质量有着重要的影响。研究在ELID磨削中氧化膜的形成规律,基于电化学基本原理,模拟砂轮表面氧化膜形成过程,并分析金刚石砂轮电解预修整过程中氧化膜的生长规律。在此基础上,总结出控制氧化膜生长的几个主要因素之间的关系,分析和确定氧化膜生长厚度与电压之间的关系,应用循环结构编程设计实现ELID磨削工艺控制。     

提高钢铁零件碱性氧化质量的措施

钢铁零件经氧化处理后,其表面形成一层黑色或红综色的Fe_3O_4薄膜。它既起着防腐耐蚀作用,同时又装饰了零件表面,所以在表面处理中被广泛应用。钢铁零件表面氧化工艺有三种:常温氧化;蒸汽氧化和碱性氧化。由于常温氧化和蒸汽氧化所形成的氧化膜质量与碱性氧化相比还存在着差距,所以目前在工厂中采用最多的还是碱性氧化工艺。碱性氧化工艺工序较多,氧化溶液的配比不易掌握,各种工艺参数目前没有一个公认的定量标准,所以经表面氧化处理后的钢铁零件在服役过程中,时有锈蚀霉点、表面色泽欠佳、氧化膜附着不牢、氧化组织疏松等质量事故产生。     

ELID超精密磨削砂轮表面氧化膜形成过程的建模和仿真

砂轮表面氧化膜的形成规律与特性对ELID超精密磨削质量有着重要的影响。为了研究在ELID磨削中氧化膜的形成规律,基于电化学基本原理,建立了砂轮表面氧化膜形成过程的一般模型,并对金刚石砂轮电解预修整过程中氧化膜的生长过程进行了仿真。在此基础上,对控制氧化膜生长的主要因素进行了理论分析。为了验证模型和仿真结果的正确性,采用与仿真过程同样的控制参数,对氧化膜的生长特性进行了实验研究。结果表明仿真结果与实验结果基本吻合。     

电参数对2A12铝合金微弧氧化膜组织结构的影响

采用微弧氧化技术,在2A12铝合金表面制备致密、平整且晶粒细化的微弧氧化铝陶瓷膜(简称微弧氧化膜)。通过扫描电子显微镜和光学显微镜,对不同电参量条件下制备的微弧氧化膜层的微观形貌和组织结构进行分析。当正电压从220 V增大到280 V,随着正电压的升高,微弧氧化膜表面变得光滑致密,且微弧氧化膜的厚度也随电压升高而增厚;当正电压升高到280 V时,表面有微裂纹出现;随着负电压的升高,微弧氧化膜表面的孔径先增大后减小,膜表面变得光滑;负电压48 V时,微弧氧化膜的厚度随着负电压的升高而增加,当负电压≥48 V后,微弧氧化膜的厚度减小;随着电流密度增加,微弧氧化膜的厚度增加,但膜表面较粗糙;因此,在微弧氧化处理过程中,正电压、负电压和电流密度对微弧氧化膜的制备均有较大的影响。     

磷酸盐溶液钛合金微弧氧化膜影响因素的研究

采用脉冲电源于NaH2PO4＋NaF溶液中对Ti6Al4V进行微弧氧化.于Ti6Al4V表面形成了氧化物陶瓷膜.综合研究了电解液浓度、电压、氧化时间对膜厚的影响,利用扫描电镜、X射线衍射研究了陶瓷膜的组织结构.结果表明：在恒定的电参数下,随电解液浓度提高,电压升高,膜层粗糙度加大,由亚稳态的锐钛矿相TiO2向高温稳定的金红石相TiO2转变;随氧化时间的延长,膜厚逐渐增加,达到一定时间后膜厚趋于平稳.     

不同NaOH浓度对TC4钛合金微弧氧化的影响

在磷酸盐体系中采用不同浓度NaOH对TC4钛合金进行微弧氧化处理,在其表面制得陶瓷膜层,利用扫描电镜对膜层形貌结构进行分析,并在20%H2SO4溶液中作腐蚀实验。结果表明,陶瓷膜层与基体结合良好,表面呈微孔形貌,与基体相比,硬度及耐腐蚀性得到提高,NaOH浓度对陶瓷层的影响不是线性关系,浓度太高或太低都将影响微弧氧化的处理效果。通过实验比较得出NaOH浓度为1g/L维护氧化处理后的效果较好,生成的陶瓷膜表面光滑平整,且处理后的试样硬度较好。     

AZ31B镁合金/6061铝合金异质金属连接件整体微弧氧化膜的制备及其结构

对AZ31B镁合金和6061铝合金异质金属铆接件进行了微弧氧化,研究了不同时间微弧氧化膜的微观形貌、物相组成、电化学性能、硬度等,对比分析了微弧氧化过程中镁合金、铝合金表面氧化膜的形成过程。结果表明:经过10min的微弧氧化后,该连接件整体被氧化膜包裹,氧化膜与2种合金基体均紧密连接,且均由致密层和疏松层组成;镁合金表面氧化膜主要由MgO、少量硅酸盐和氟化物组成,而铝合金表面氧化膜主要由Al_2O_3及少量硅酸盐组成;微弧氧化提高了连接件中镁合金、铝合金的腐蚀电位,降低了二者的腐蚀电位差,有效缓解了电偶腐蚀的发生。     

TC4钛合金与结构钢接触腐蚀控制技术研究

为了解决飞机结构中TC4钛合金与T250结构钢的接触腐蚀问题,研究了采用TC4钛合金表面真空电弧离子镀Al膜层、镀TiN膜层,结构钢更换材料,以及两种方法联合的技术途径的可行性。依据航空标准,采用电化学测试技术评价了有关电偶对的腐蚀等级,采用盐雾腐蚀试验方法研究了组合件的接触腐蚀敏感性。研究结果表明,TC4钛合金与T250结构钢之间存在显著的电偶腐蚀。TC4钛合金表面真空离子镀TiN或镀Al后钝化处理,仍然与T250钢之间存在显著的电偶腐蚀敏感性。用0Cr17Ni7Al钢和0Cr15Ni5Cu2Ti钢分别取代T250钢,虽然电化学测试结果表明更换钢与TC4钛合金之间电偶腐蚀敏感性低,但是组合件的盐雾腐蚀试验结果表明仍然存在明显的缝隙腐蚀现象。采用TC4钛合金表面离子镀TiN处理,同时以0Cr17Ni7Al钢取代T250钢,则有效解决了TC4钛合金与结构钢组合件的接触腐蚀问题。     

ELID磨削砂轮表面氧化膜状态的表征

在线电解修整磨削(ELID)是一种电化学加工技术,可在磨削过程中对铸铁基砂轮进行连续修整,非常适合硬脆材料的超精密镜面加工.在ELID磨削过程中,砂轮表面氧化膜的状态对ELID磨削影响重大,在磨削过程中维持良好的氧化膜状态是获良好表面质量的前提保证.本文通过粘附性实验,建立了氧化膜的状态归一化模型,利用在ELID磨削过...     

提高拉伸条件下的钛合金高温抗氧化性

钛合金高温成形时氧化问题严重影响产品的质量,采用有效的表面涂层防护是解决这一问题的重要途径,而目前的多种防护涂层都存在一些问题。因此选择锆英石粉末在TC4钛合金(Ti6Al4V)表面进行等离子喷涂,并对TC4合金在高温条件下氧化过程以及涂层对材料超塑性能的影响进行研究。在800℃、850℃及900℃温度条件下,对有氧化锆涂层和无涂层的试样以0．000 1 s-1,0．001 s-1,0．01 s-1和0．1s-1的应变速率进行拉伸试验。高温氧化时,无涂层的试样表面被氧化生成了氧化膜,XRD及EDS分析表明,氧化膜主要由TiO2组成,氧化温度和时间决定了膜的厚度。在有涂层保护的试样上,未发现该种氧化膜。在所有温度及应变速率下,有涂层试样的断面收缩率均比无涂层试样的断面收缩率有较大提高,且两种试样断面收缩率差距大小随试验温度和应变速率变化而变化,而抗拉强度和屈服强度并没有太大改变。但是,涂层本身由于塑性差,氧化锆涂层在拉伸过程后期涂层表面也会产生裂纹。