微放电法改善工具表面性能

本文介绍用微放电法（电磁法），使金属工具或零部件表面的性能得到大幅度的改善，例如在塑性金属基本表面赋予高耐磨性，高耐热性，高硬度，高耐蚀性等指定性能的合金化薄层，包括在表层中含有硬质合金，陶瓷微粒，磨料微粒，细的金刚石，CBN等微粒。     

微能放电电蚀量的数值模拟与试验研究

为了定量研究微能放电电蚀量与电极极性和放电能量的关系,根据热传导基本理论和微能放电的实际情况,建立微能放电热传播模型,借助ANSYS分析软件,对微能放电中正负两极的单脉冲放电温度场进行了数值模拟;然后采用两根直径20μm且互相垂直的钨丝进行侧面放电,测量正负两极放电凹坑直径和深度并分别计算其电蚀量,验证仿真结果的正确性...     

放电沉积凸貌微织构表面动压润滑性能仿真研究

目的 提出一种表面凸貌微织构的快速制造方法,并对其表面动压润滑性能及减摩机制进行研究。方法 利用高低压复合放电沉积加工技术实现气体介质中金属或半导体材料表面凸貌微织构的制备。高压脉冲电压实现两极间介质的电离度,低压直流放电实现电极材料蚀除,并沉积在工件表现形成微织构。通过控制工具电极直径,可获得直径410 μm、高12 μm尺度的凸貌微织构。利用FLUENT软件,对该方法所获的凸貌微织构表面动压润滑性能进行仿真,研究了不同高度、直径、面积比下,表面微织构对润滑性能的影响规律。结果 织构面积比和动压润滑性能成正比关系：随着面积比增大,织构上表面平均压力增大。油膜上表面平均压力在高度为7 μm、直径为500 μm、面积比为60%、对摩速度0.5 m/s时,达到最大值1.21×104 Pa。动压润滑性能随单个凸貌微织构高度的增加,先增大后减小,并在7 μm时达到最大。织构直径对润滑性能影响明显,仿真结果表明,在一定条件下,加大织构直径可提高油膜上表面平均压力。结论 凸貌微织构采用增材制造方法,减小了传统去除材料的织构制造方法导致的对材料强度的影响。该方法工艺简单,成本低,不需辅助其他加工条件。表面凸貌微织构的存在使两接触表面的间距减小,形成收敛楔,从而形成动压,使润滑膜产生动压承载力,改善了摩擦学性能。对凸貌微织构的结构参数（面积比、微织构高度、直径）进行仿真分析,获得了织构结构参数对动压润滑特性的影响规律,为后续研究提供了理论支持。     

电火花加工临界放电间隙实验研究

基于田口法考查了电火花加工在煤油、空气状态下的临界放电间隙及主要加工电参数(峰值电流、放电电压、脉冲宽度)的变化规律和影响顺序,为进一步理解电火花加工机理提供了实验基础。     

用放电加工方法实现金属材料表面改性

对放电加工进行表面改性的基本原理、电极制备、表面涂层特性以及此方法的研究和应用前景进行了论述。     

旋转电极电火花沉积/堆焊的放电机理

为了研究旋转电极电火花沉积/堆焊的放电机理,文中进行单点间隙放电、单点接触放电和旋转电极连续放电试验,对放电过程中两极之间的电压和电流波形进行了采集和分析. 结果表明,在一定的电压和间隙条件下,电极与基体之间的介质能够被击穿出现间隙放电现象. 接触放电现象主要包括短路放电和间隙放电两个阶段. 旋转电极沉积/堆焊过程中电极与基体的接触状态复杂多变,放电过程中既存在非接触放电现象,也存在接触放电和短路放电现象,其中大部分是接触放电现象.     

阴极等离子体电解沉积工艺参数对放电与沉积过程的影响

为进一步认识和控制阴极等离子体电解沉积过程,研究了工艺条件对锌沉积时放电和沉积过程的影响,用扫描电镜和金相显微镜分别观察沉积层的表面和截面形貌,用能谱仪和X射线衍射仪进行沉积层元素和物相分析。结果表明,极间电压增大到约200V以上的某一电压值时阴极上发生等离子放电,初始放电电压与电解槽中的溶剂种类、氯化钠添加量有关,随乙醇和氯化钠添加量的增大而降低。要在阴极上实现锌的沉积,就应控制工艺条件使初始放电电压尽量低,且极间电压宜维持在初始放电电压以上10~20V。采用水和乙醇混合作溶剂比只用水作溶剂容易实现稳定的阴极沉积,沉积层厚度明显大,但沉积物表面的颗粒较粗大,致密性要差。     

直接放电式专用电容贮能点焊机

本文介绍的直接放电式专用电容贮能点焊机,系利用电抗器取代普通电容贮能焊机的焊接变压器构成,具有体积小、重量轻、成本低的特点。通过工艺试验和分析确认该焊机对焊接电雷管桥丝及类似的材料完全适用。     

液相脉冲放电沉积涂层的温度场模拟及研究

通过有限元数值模拟的方法,选取合适的热源模型、热边界条件,建立了液体介质中在45钢表面进行脉冲放电沉积TiC陶瓷涂层的热传导模型。采用有限元分析软件ANSYS对液相脉冲电火花放电表面温度场进行数值模拟,研究了脉冲电流参数对温度场和涂层表面形貌的影响。结果表明:工具电极的最高温度远高于工件的最高温度;温度均在轴向上降低较快,而在径向上分布较均匀;最高温度随加工电流的增加呈缓慢下降趋势;随脉冲电流的增大,沉积到工件上的火山口状涂层颗粒明显增大。     

电火花临界与加工放电间隙实验研究

基于田口法研究了电火花放电过程中的临界放电间隙和实际加工中的连续放电间隙与电参数的关系。电参数主要有峰值电流、放电电压和脉冲宽度值。然后通过计算信噪比和方差分析来判定主要影响放电间隙的参数。结果表明:临界放电间隙主要是受放电电压影响,而连续加工中的间隙主要是由放电电流决定,且连续加工放电间隙要大于临界放电间隙。     

电火花沉积的放电参数闭环控制系统研制

为实现电火花沉积的自动化,研制了一种电火花沉积的放电参数闭环控制系统,能够实时采集沉积过程中的放电参数,基于放电脉冲平均电压与接触力呈反比的线性规律,通过调节进给电机和进给滑台控制工件与电极的接触力进行放电脉冲平均电压的闭环控制,实现了电极的自动进给调节.采用模块化技术设计了控制系统的模拟电路、数字控制电路和控制软件,缩短研制周期,使可靠性得到保证,便于升级和扩展.电火花沉积的试验结果表明,研制的放电参数闭环控制系统能够实现电极与工件的稳定接触,获得均匀致密的沉积层,便于实现电火花沉积的自动化操作,有利于电火花沉积技术的推广应用.     

复合陶瓷材料放电加工材料去除机理研究

陶瓷材料在很多工业应用方面已经变得非常重要。然而,陶瓷材料的研究与发展,特别是适合放电加工的研究仍然非常有限。通过对陶瓷材料的切屑、表面或者亚表面的分析提供了详细的关于一些可导电的、有商业应用价值的复合陶瓷材料的研究。添加氮化钛、氮碳化钛导电相的氧化锆基,氮化硅基以及三氧化二铝基的陶瓷材料已经有人进行了深入的研究。指出除了这些典型的放电加工去除材料机理,像熔融／汽化以及剥落,其它的像基础材料的氧化、溶解机理也可以实现。     

聚晶金刚石机械电解放电复合加工放电通道的研究

本文对聚晶金刚石机械电解放电复合加工的放电过程及其特点进行了研究。指出了在单次脉冲放电时,可能出现多次击穿,且每次击穿的通道呈高频振荡和跳跃状态.     

离子共放电沉积法制备Zn-Bi复合镀层及其性能(英文)

采用离子共放电沉积法制备Zn-Bi复合镀层并对其性能进行研究。结果表明,Bi可以有效地抑制电镀过程中Zn晶粒的生长,有利于镀层晶粒的细化,从而使得Zn-Bi复合镀层与纯锌镀层相比具有优异的力学性能。该方法制备的Zn-Bi复合镀层,其显微硬度是纯锌镀层的2倍,同时具有更高的耐磨性。     

超声振动-放电复合加工模糊控制系统研究

针对超声振动-放电复合加工的放电状态的检测参数,提出了输入参数模糊化的方法,并确定了输出量的解模糊方法.通过采用推理机,对MISO系统进行解耦,简化了模糊控制系统的计算,加快了系统的响应速度,使模糊控制系统具有更好的自适应性.     

复合电沉积工艺参数对镍晶微铸件表面性能的影响

目的将超声波、磁场引入到微电铸过程中,改善电沉积镍晶微构件的表面性能。方法改变电流密度、脉冲占空比、超声波功率、磁场强度的方向和强度,进行电沉积镍晶微铸件,分析这些工艺参数对微铸件表面形貌和显微硬度的影响。结果微铸件的显微硬度随磁场强度的增大而显著提高,随着阴极电流密度、超声波功率及脉冲占空比的增大呈现出先升高、后下降的规律,其中脉冲占空比对电铸层显微硬度的影响较弱。优选的工艺参数为:垂直磁场强度0.8 T,阴极电流密度2 A/dm2,超声波功率240W,脉冲占空比20%。结论引入超声波和磁场后可优化电沉积环境,细化电铸层晶粒尺寸,改善电铸层微观形貌,提高微铸件显微硬度。     

微细电火花加工的实验研究

基于新研发的一套微细电火花精密加工系统EDM-50,在金属材料上进行了一些典型的微小特征精密加工实验及电火花放电沉积实验.该系统已作为加工特征尺寸介于数十微米到数毫米范围的重要工艺手段.     

场致射流微细放电加工实验研究

对场致射流微细放电加工单晶硅进行了工艺实验研究,分析在不同加工极性下的加工机理,发现在正极性加工时,蚀坑在工件表面存在电解液残留是由电火花蚀除和电化学蚀除共同作用的结果,而在充分放电的情形下,是由电火花放电来实现材料蚀除的;在负极性加工时,蚀坑仅仅是由电火花蚀除作用的结果。通过单因素实验获取喷管内径、极间距离、极间电压及工作液浓度对单次放电蚀坑直径的影响曲线,通过优化工艺参数在单晶硅表面加工出宽度为1μm、长度为5μm的微细沟槽。研究结果充分证明了场致射流微细放电加工的加工能力。