本文關(guān)鍵詞：不同介質(zhì)電火花表面強(qiáng)化TC4鈦合金工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著高精尖產(chǎn)品的制造,對(duì)鈦合金綜合性能的要求也愈加苛刻,盡管它具備質(zhì)輕、抗蝕、高強(qiáng)度和無(wú)磁性等優(yōu)點(diǎn),但其抗磨性差、低硬度和易塑變等不足限制其在軍工、航空航天和機(jī)車產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。為克服鈦合金的不足,表面處理技術(shù)(滲鍍、涂覆和熱處理等)的發(fā)展在一定程度上改善了鈦合金的缺陷。而電火花放電表面強(qiáng)化技術(shù)既能進(jìn)一步提高鈦合金表面組織特性,又不改變鈦合金基體的力學(xué)性能,為此成為表面工程相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文以TC4鈦合金為研究對(duì)象,分別在煤油、空氣和混粉準(zhǔn)干式(空氣、去離子水和強(qiáng)化粉末B4C顆粒三相混合)工作介質(zhì)中進(jìn)行電火花放電強(qiáng)化工藝研究�；贏BAQUS有限元軟件模擬電火花放電強(qiáng)化溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)。系統(tǒng)研究不同工藝對(duì)放電區(qū)域溫度場(chǎng)和放電結(jié)束后及冷卻結(jié)束后應(yīng)力場(chǎng)的影響規(guī)律。溫度云圖表明,同一位置點(diǎn)溫度隨放電時(shí)間延續(xù)和峰值電流增加而升高;熔寬和熔深與電流正相關(guān),熔池寬度所受電流影響較大;中心溫度隨脈寬增大而降低,脈寬對(duì)熔寬影響較小。應(yīng)力場(chǎng)研究表明,放電結(jié)束后強(qiáng)化層應(yīng)力隨電流和脈寬變化幅度較小;當(dāng)峰值電流在6.6A和脈沖寬度為60μs時(shí),放電結(jié)束和冷卻后強(qiáng)化層殘余應(yīng)力較小。在煤油、空氣和混粉準(zhǔn)干式介質(zhì)中進(jìn)行電火花表面強(qiáng)化TC4鈦合金試驗(yàn)研究。采用單一變量法研究峰值電流、脈沖寬度和脈沖間隔對(duì)改性層組織形貌和顯微硬度的影響,觀察強(qiáng)化層微觀組織,對(duì)不同工作介質(zhì)中的強(qiáng)化工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)比強(qiáng)化時(shí)間及強(qiáng)化層耐磨性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明,不同工作介質(zhì)下強(qiáng)化層效果差異較大,煤油工作液中獲得的強(qiáng)化層組織生長(zhǎng)厚實(shí),顯微硬度在900HV左右;空氣介質(zhì)中的強(qiáng)化層薄厚不均,顯微硬度小,表面光潔度較低,且加工相同深度耗時(shí)最長(zhǎng);同種工藝參數(shù)下混粉準(zhǔn)干式介質(zhì)中獲得的強(qiáng)化層整體性能較好,硬度值約為基體的2.5倍,所得強(qiáng)化層耐磨性優(yōu)于煤油和空氣介質(zhì)下的強(qiáng)化層。研究混粉準(zhǔn)干式介質(zhì)電火花復(fù)合強(qiáng)化TC4鈦合金工藝。分析了復(fù)合電流和不同電極材料下的強(qiáng)化層質(zhì)量。研究發(fā)現(xiàn),大電流值有利于強(qiáng)化層厚度增加,小電流可以細(xì)化組織,減小微裂紋,采用“8.2A+6.6A”電流工藝方案得到的強(qiáng)化層較好,耐磨性能約提高3倍;同種參數(shù)下,采用“石墨+紫銅”工藝的強(qiáng)化層性能優(yōu)于“紫銅+石墨”,相對(duì)單一強(qiáng)化效果更佳。
【關(guān)鍵詞】：工作介質(zhì) 電火花 TC4鈦合金 強(qiáng)化層 工藝參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.23;TG661
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 表面強(qiáng)化處理技術(shù)進(jìn)展10-13
• 1.2.1 熱滲鍍10
• 1.2.2 氮化及多元滲復(fù)合處理10-11
• 1.2.3 激光表面處理技術(shù)11-12
• 1.2.4 液相等離子體表面處理12
• 1.2.5 表面納米化處理12-13
• 1.3 電火花表面強(qiáng)化研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 課題研究的背景和意義15
• 1.5 本課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 放電強(qiáng)化過(guò)程中材料的蝕除機(jī)理17-25
• 2.1 電介質(zhì)概述17-18
• 2.2 液體介質(zhì)的電導(dǎo)與擊穿機(jī)理18-21
• 2.2.1 液體介質(zhì)的導(dǎo)電機(jī)理18-21
• 2.2.2 液體介質(zhì)的擊穿機(jī)理21
• 2.3 液體介質(zhì)的電場(chǎng)畸變21-23
• 2.4 放電通道形成23
• 2.5 電蝕產(chǎn)物拋出23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 試驗(yàn)材料及方法25-31
• 3.1 試驗(yàn)材料25-26
• 3.1.1 基體材料25
• 3.1.2 電極材料25-26
• 3.2 試驗(yàn)設(shè)備26-27
• 3.3 強(qiáng)化層制備27-28
• 3.4 強(qiáng)化層組織結(jié)構(gòu)和性能分析28-30
• 3.4.1 強(qiáng)化層顯微組織形貌28-29
• 3.4.2 顯微硬度29
• 3.4.3 表層耐磨性能29-30
• 3.5 本章小結(jié)30-31
• 第4章 電火花表面強(qiáng)化溫度場(chǎng)數(shù)值模擬31-44
• 4.1 ABAQUS有限元軟件簡(jiǎn)介31
• 4.2 電火花放電熱源模型31-33
• 4.2.1 熱源模型31
• 4.2.2 電火花放電能量與分配31-32
• 4.2.3 電火花放電通道半徑32-33
• 4.3 電火花放電強(qiáng)化TC4鈦合金溫度場(chǎng)模型建立33-34
• 4.3.1 熱傳導(dǎo)分析33
• 4.3.2 建立幾何模型和設(shè)置分析步33
• 4.3.3 邊界條件和網(wǎng)格劃分33-34
• 4.4 電火花放電強(qiáng)化TC4鈦合金溫度場(chǎng)分析34-39
• 4.4.1 某時(shí)刻電火花放電強(qiáng)化TC4鈦合金溫度場(chǎng)34-35
• 4.4.2 不同峰值電流電火花放電對(duì)溫度場(chǎng)的影響35-37
• 4.4.3 不同脈沖寬度電火花放電溫度場(chǎng)分析37-39
• 4.5 電火花放電強(qiáng)化層應(yīng)力分析39-43
• 4.5.1 熱應(yīng)力求解分析39-40
• 4.5.2 不同峰值電流放電結(jié)束后應(yīng)力分析40-41
• 4.5.3 不同脈寬放電冷卻結(jié)束后應(yīng)力41-43
• 4.6 本章小結(jié)43-44
• 第5章 不同工作介質(zhì)電火花表面強(qiáng)化TC4鈦合金試驗(yàn)研究44-65
• 5.1 不同工作介質(zhì)放電強(qiáng)化TC4工藝試驗(yàn)44-55
• 5.1.1 煤油中放電工藝對(duì)強(qiáng)化層影響規(guī)律44-48
• 5.1.2 空氣中不同工藝對(duì)強(qiáng)化層效果的影響48-53
• 5.1.3 混粉準(zhǔn)干式電火花放電工藝優(yōu)化53-55
• 5.2 不同工作介質(zhì)比強(qiáng)化時(shí)間分析55-56
• 5.3 最優(yōu)參數(shù)下強(qiáng)化層耐磨性能研究56-58
• 5.4 電流復(fù)合強(qiáng)化層性能研究58-61
• 5.4.1 復(fù)合電流對(duì)表面顯微組織的影響58-60
• 5.4.2 顯微硬度測(cè)定60
• 5.4.3 強(qiáng)化層耐磨性能試驗(yàn)分析60-61
• 5.5 電極材料對(duì)強(qiáng)化層性能的影響分析61-64
• 5.5.1 不同電極下強(qiáng)化層組織形貌特征61-62
• 5.5.2 強(qiáng)化層硬度分析62-63
• 5.5.3 電極對(duì)強(qiáng)化層耐磨性的影響63-64
• 5.6 本章小結(jié)64-65
• 第6章 結(jié)論與展望65-67
• 6.1 全文總結(jié)65
• 6.2 后續(xù)工作65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-72
• 申請(qǐng)學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)成果72

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