發(fā)布時間：2017-05-12 00:03

  本文關鍵詞：電鍍CBN過程中雙電層效應產生機理及消除方法的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電鍍CBN砂輪是一種超硬磨料砂輪,常用在硬齒面齒輪的磨削精加工中。作為硬齒面的精磨工具,與結合劑砂輪相比,電鍍CBN砂輪具有高的結合強度及鋒利的磨粒形貌,且制作成本低、使用壽命長,具有廣闊的應用前景。但是在電鍍法制備CBN砂輪的過程中,電極與鍍液兩相之間存在雙電層電容效應,其阻礙了鍍層金屬離子的有效電沉積,導致鍍層存在表面質量差、磨粒與基體結合強度低等缺陷,限制了電鍍CBN砂輪的應用。針對這些問題,本研究構建了電鍍系統(tǒng)的物理模型和數學模型,研究雙電層電容效應產生的機理,提出了消除電鍍雙電層電容效應的方法,并進行了電鍍實驗研究。依據脈沖電鍍原理和鍍層金屬電沉積原理,從理論上分析電鍍過程中雙電層電容效應的形成機理,建立了電鍍系統(tǒng)的物理和數學模型,確定消除雙電層效應的物理參數,分別為占空比和脈沖頻率。為了保證電鍍工藝的順利實施,采用有限元法模擬研究了砂輪電鍍過程中三種陽極排布對電場分布狀態(tài)的影響規(guī)律。研究結果表明:單陽極板加雙圓柱輔助陽極電極排布下的電場分布不均勻,不適于電鍍進行;陽極板間增加圓柱輔助陽極電極排布下的電場分布較均勻,但是此種排布下的輔助陽極處場強出現極大值,會有燒傷鍍液的可能;雙陽極板中心對稱排布下電場分布均勻,且場強極值出現在陰極附近,利于電鍍進行。為了得到脈沖電鍍優(yōu)化工藝參數,對45#鋼試樣進行了電鍍實驗,研究了占空比和脈沖頻率對鍍層孔隙率和粗糙度的影響。研究結果表明:隨著脈沖占空比的增大,鍍層孔隙率呈增長趨勢,鍍層粗糙度先減小后增大;隨著脈沖頻率的增大,鍍層孔隙率和粗糙度均出現先減小后增大的趨勢。得到占空比為20%和脈沖頻率為0.5kHz的優(yōu)化電鍍參數組合。依據所得的電鍍工藝參數組合,制備了單層電鍍CBN砂輪,并進行了磨削實驗,對45#鋼進行窄深槽磨削加工后,砂輪磨粒鋒利,磨粒與基體結合強度高。由此可見,采用20%占空比和0.5kHz脈沖頻率的電鍍工藝參數,可以制備出高品質的單層電鍍CBN砂輪。
【關鍵詞】：CBN砂輪 雙電層電容 振蕩電路 占空比 脈沖頻率
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG743;TQ153
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 CBN砂輪的研究現狀11-16
• 1.2.1 超硬磨料CBN砂輪分類12-13
• 1.2.2 電鍍CBN砂輪研究現狀13-15
• 1.2.3 電鍍法制備CBN砂輪缺陷問題的研究15-16
• 1.3 雙電層模型概述16-19
• 1.4 課題來源及研究背景意義19
• 1.5 課題主要內容19-21
• 第二章 電鍍過程雙電層效應理論分析21-37
• 2.1 電鍍技術及脈沖電鍍21-24
• 2.1.1 電鍍原理21-23
• 2.1.2 脈沖電鍍23-24
• 2.2 電鍍鍍層結晶過程24-29
• 2.3 電鍍雙電層電容效應產生機理29-31
• 2.4 電鍍系統(tǒng)物理模型及數學模型建立31-36
• 2.4.1 電鍍系統(tǒng)物理模型31-33
• 2.4.2 電鍍系統(tǒng)數學模型33-36
• 2.5 本章小結36-37
• 第三章 砂輪電鍍電場分析37-47
• 3.1 砂輪電場強度分布情況模擬分析37-40
• 3.1.1 建立模型和單元的劃分37-38
• 3.1.2 邊界條件的設定與激勵加載38
• 3.1.3 求解及模擬計算結果分析38-40
• 3.2 不同陽極數量及排布下的場強分布模擬分析40-42
• 3.2.1 兩陽極板之間增加輔助圓柱陽極電極40-41
• 3.2.2 單陽極板及雙輔助圓柱陽極電極41-42
• 3.3 陰極與陽極之間場強分布情況模擬分析42-45
• 3.3.1 雙陽極板中心對稱分布下場強分布情況42-44
• 3.3.2 雙陽極板及極板間增加輔助電極下場強分布情況44-45
• 3.4 本章小結45-47
• 第四章 制備單層CBN砂輪的電鍍工藝參數及切削性能研究47-63
• 4.1 電鍍實驗過程47-50
• 4.1.1 實驗材料及實驗裝置47-49
• 4.1.2 基體預處理49
• 4.1.3 脈沖電鍍鎳鐵合金49
• 4.1.4 性能檢測工具與步驟49-50
• 4.2 脈沖電鍍工藝參數選擇50-54
• 4.2.1 電鍍實驗參數50-51
• 4.2.2 實驗設計51-54
• 4.3 脈沖電鍍工藝參數對鍍層質量的影響54-57
• 4.3.1 脈沖電鍍占空比對鍍層質量的影響54-56
• 4.3.2 脈沖電鍍頻率對鍍層質量的影響56-57
• 4.4 單層電鍍CBN砂輪的制備57-61
• 4.4.1 單層電鍍CBN砂輪基體及超硬磨料粒度的選擇57
• 4.4.2 電鍍CBN砂輪夾具設計57-58
• 4.4.3 電鍍CBN砂輪實驗設備58-59
• 4.4.4 砂輪電鍍過程59-60
• 4.4.5 實驗結果及分析60-61
• 4.5 單層CBN電鍍砂輪磨削實驗61-62
• 4.5.1 砂輪磨削條件61
• 4.5.2 砂輪磨削性能研究61-62
• 4.6 本章小結62-63
• 第五章 總結與展望63-65
• 5.1 總結63
• 5.2 展望63-65
• 參考文獻65-69
• 致謝69-71
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文71

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 鐘康年;;雙電層理論在選礦中的應用[J];有色金屬(選礦部分);1985年01期

2 蔣新,薛家驊,林華華;粘土膠體表面雙電層重疊時ψ_δ及ψ_d的計算[J];物理化學學報;1989年04期

3 張立誠;;電動聲波振幅法——一種表征濃縮膠體系雙電層特性的新方法[J];國外金屬礦選礦;1987年03期

4 王闖,翟文杰;考慮雙電層作用的電化學邊界摩擦模型[J];潤滑與密封;2004年03期

5 王好平，金軍;中等電位條件下的平板型雙電層相互作用近似表達式[J];高等學�；瘜W學報;1996年03期

6 程廣祿;;玻璃電極響應機理的研究——雙電層雙電容理論[J];化學傳感器;1990年02期

7 胡躍華;ψ_1效應對電極過程的影響[J];贛南師范學院學報;1986年S2期

8 丁佩章;粘接理論及其評價[J];濱州師專學報;1993年Z2期

9 劉忠杰,劉中興,李保衛(wèi),賀友多;稀土熔鹽電解過程電極雙電層對電場的影響[J];稀有金屬;2003年02期

10 蔣新;薛家驊;;雙電層相互作用時膠體表面電位的分布及OHP處σ_δ的計算[J];計算機與應用化學;1991年02期

中國重要會議論文全文數據庫 前8條

1 莫劍雄;;電容吸附去離子技術的理論探討——孔道雙電層模型理論[A];第一屆海水淡化與水再利用西湖論壇論文集[C];2006年

2 周明;王正武;徐祖民;;泛函數法研究平行平板雙電層間的相互作用[A];中國化學會第十一屆膠體與界面化學會議論文摘要集[C];2007年

3 鄭勇;呂會超;許滸;田大勇;牛永生;侯紹剛;;離子液體中電沉積過程的雙電層結構特征[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第01分會：表面物理化學[C];2014年

4 劉仲娥;白亮;李棟;賈延慶;孫石光;羅天柱;桂娟;;陰極界面的雙電層對液體鉭電容器電性能影響的研究[A];中國電子學會第七屆學術年會論文集[C];2001年

5 王正武;;泛函數法解無限長柱狀膠束的雙電層方程[A];中國化學會第十屆膠體與界面化學會議論文摘要集[C];2004年

6 王正武;李干佐;;泛函數法研究球狀膠束的雙電層厚度[A];中國化學會第十屆膠體與界面化學會議論文摘要集[C];2004年

7 寇麗麗;熊繼軍;張文棟;;微型膠體推進器噴頭副反應分析與減弱方法[A];中國宇航學會深空探測技術專業(yè)委員會第五屆學術年會論文集[C];2008年

8 周明;王正武;徐祖民;;泛函數法研究食品乳狀液的穩(wěn)定性[A];中國食品科學技術學會第五屆年會暨第四屆東西方食品業(yè)高層論壇論文摘要集[C];2007年

中國重要報紙全文數據庫 前1條

1 天津工業(yè)大學紡織學部教授 焦曉寧;雙電層起電非織造抗靜電劑在國內初露端倪[N];中國紡織報;2013年

中國博士學位論文全文數據庫 前8條

1 劉洋;電吸附技術用于工業(yè)廢水脫鹽的特性研究[D];北京化工大學;2014年

2 趙古田;固液界面雙電層結構的理論與實驗研究[D];東南大學;2014年

3 郭麗祥;雙電層影響下的微通道分層流動及其穩(wěn)定性研究[D];天津大學;2010年

4 顧志明;超細重質碳酸鈣的分散性研究與粒子雙電層相互作用的探討[D];南京理工大學;2002年

5 左啟陽;非對稱雙電層對薄膜潤滑性能影響的研究[D];華南理工大學;2012年

6 張樂道;壓力驅動微尺度液—液分層流動研究[D];天津大學;2014年

7 楊娟;超級電容電池用炭類負極材料制備及性能研究[D];中南大學;2010年

8 蔣杰;雙電層靜電調制及其低電壓氧化物薄膜晶體管研究[D];湖南大學;2012年

中國碩士學位論文全文數據庫 前3條

1 周明;泛函數理論精確研究帶電膠體粒子雙電層間的相互作用[D];江南大學;2008年

2 荊紅偉;電鍍CBN過程中雙電層效應產生機理及消除方法的研究[D];太原理工大學;2016年

3 徐祖民;用泛函數法對電解質溶液中膠體粒子雙電層性質及相互作用的研究[D];江南大學;2008年

  本文關鍵詞：電鍍CBN過程中雙電層效應產生機理及消除方法的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：358327