【摘要】：微群槽結構是微通道換熱器、燃料電池雙極板等零件中的典型結構,多用于高熱流密度器件的散熱。微槽結構的尺寸通常在10μm~500μm之間,精度要求高,加工易變形,加工難度大;而且材料通常為難切削加工材料,加工效率低。微細電解加工(Electrochemical micromachining,ECMM)依據電化學陽極溶解原理,以離子形式去除材料,從原理上是一種極具優(yōu)勢的微細加工方法。本文針對柔性金屬箔微群槽結構的加工開展研究,首先制備鎢材料高精度片狀陣列微電極,再利用其作為工具電解加工出微群槽。本文主要工作如下:1、利用微螺旋電極進行鎢材料片狀陣列微電極電解加工研究。測定了鎢在不同類型溶液中的極化曲線,分析了電化學溶解特性,選擇氫氧化鉀作為電解質;試驗研究了包括電解液濃度、脈沖電源占空比、頻率三個參數(shù)對加工的精度、效率的影響規(guī)律,獲得優(yōu)化后的參數(shù):電解液濃度0.4mol/L,脈沖電源占空比10%,脈沖頻率500KHz。2、鎢片狀陣列微電極的精確制備。搭建了鎢片狀陣列微電極電解加工試驗系統(tǒng);利用上文優(yōu)化的參數(shù),進行電壓、進給速度雙因素試驗,獲得了不同電壓(6.5V至10V)與進給速度(0.1μm/s至0.5μm/s)下的側面間隙數(shù)值。利用多元多項回歸分析法分析并計算了側面間隙與電壓、進給速度之間的數(shù)值關系,繪制了側面間隙與電壓、進給速度之間的等值線圖,以便于加工特殊縫寬切縫的參數(shù)選擇,實現(xiàn)了特定側面間隙的等截面鎢片狀陣列微電極和變截面鎢片狀陣列微電極的精確制備。3、柔性金屬箔片微群槽微細電解加工試驗研究。首先,將柔性金屬箔片緊貼固定在一圓盤夾具上,利用前文所制備的鎢片狀陣列微電極沿圓盤夾具徑向進給至加工出一定深度后,圓盤夾具開始連續(xù)轉動,帶動柔性金屬箔片沿圓盤夾具切線滑動,實現(xiàn)微群槽的連續(xù)電解加工。搭建了柔性金屬箔片微群槽連續(xù)電解加工的試驗系統(tǒng),試驗研究了包括脈沖電源占空比、脈沖周期以及工件轉速對柔性金屬箔片微群槽加工的影響規(guī)律,得到了優(yōu)化參數(shù):15%占空比,5μs脈沖周期。對不同厚度鎢片狀陣列電極電解加工過程進行數(shù)值分析,分析了微槽不同加工部位的電流密度分布,采用不同厚度鎢片狀陣列電極進行了微群槽加工試驗;在100μm厚不銹鋼箔片上實現(xiàn)了平均縫寬166.65μm、深度24.34μm五條微槽的穩(wěn)定加工。
【圖文】：

柔性金屬箔群槽微細電解加工技術研究存在毛刺。而微槽板上有非常多棱邊，傳統(tǒng)得難加工材料薄壁微群槽結構的制造一直種加工方法來提高微群槽結構的加工質量、結構常用的加工方法之一。美國弗吉尼亞聯(lián)極板液壓脹形與壓力焊接復合加工薄壁陣列焊接復合成形容易引起薄壁雙極板金屬板材變形問題。武漢理工大學華林[6]等采用橡膠。研究人員還采用電磁微成形[7]，電輔助成實現(xiàn)微群槽結構高質量高效率的大規(guī)模生產形工藝存在著成形力大，，模具磨損大，工件

圖 1.2 微細銑削加工微槽[11]3 微細特種加工究人員還嘗試采用微細電火花加工[12]、激光加工[13]、化學刻蝕[14]等工藝加工微群槽. 3 所示。電火花加工是和激光加工是利用熱能蝕除工件，薄壁零件受熱易變形；度慢，工具電極損耗嚴重；激光加工存在殘留熔融物遇冷凝固形成的 翻邊 ，通次光整加工工藝去除。化學刻蝕工藝加工效率低，污染嚴重，不適合工業(yè)化大規(guī)模
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG662

【參考文獻】

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本文編號：2613281