基于碳纳米管混粉工作液的SiCp/Al电火花加工机理及特性研究
发布时间：2021-03-02 02:53
金属基复合材料SiCp/Al具有高导热率、轻质、价格低廉等优势,被广泛应用于航空、电子封装等领域,但SiCp/Al是典型的难加工材料。电火花加工方法被认为是SiCp/Al最有效的加工方法之一,其与传统机械加工相比具有无宏观加工作用力、能加工复杂形状、加工成本低等优势,与激光加工相比具有热影响区小的优势。但采用电火花加工时,熔融Al合金会附着在脱落的SiC颗粒上飞溅至极间,易引起频繁短路拉弧、表面质量差、电极损耗严重及材料去除率低等问题。针对上述问题,为改善极间放电状态,本文在对SiCp/Al放电蚀除机理进行研究的基础上,提出SiCp/Al混碳纳米管（CNT）电火花加工方法,对其加工特性进行了深入的研究。首先,为了揭示SiCp/Al电火花加工蚀除机理和过程,基于搭建的单脉冲放电实验平台,进行了单脉冲放电条件下的高速摄像观测实验和连续放电加工特性实验。通过与金属材料的对比,研究了SiCp/Al放电蚀除机理和过程,结果表明SiCp/Al单次蚀除量与放电率较低导致其加工速度较低,且放电过程中放电屑的飞溅及熔池的剧烈翻腾使得短路拉弧现象频繁发生,导致加工表面质量差。为此,提出通过混粉的方法增加放...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SiCp/A1电火花加工后的微观形貌
a）加工表面的气孔和重铸层内的孔洞 b）SiC 颗粒与基体分离图 1-2 SiCp/A1 电火花加工后的微观形貌[25]工艺研究方面，国外学者 Y. W. Seo 等人[26]研究了不同增强相体积分数的SiCp/Al 电火花加工特性，所选用的体积分数分别是 15%、20%和 35%，材料的微观形貌如图 1-3 所示。研究结果如图 1-4 所示，发现材料去除率会随着增强相体积分数的增加而增加。B.Mohan 等人[27,28]对比研究了实心电极和管电极的 SiCp/Al 电火花加工特性，实验以黄铜为工具电极，以材料去除率和电极损耗为加工目标。研究发现，用旋转管电极钻孔比实心电极钻孔材料去除速率更高。改变电极转速后发现，转速越快，这种趋势越明显，表面质量也更好。Karthikeyan 等人[29]基于正交加工实验，建立了电流、增强体含量、脉宽与材料去除率、电极损耗等加工特性之间的数学模型，结合方差法进行研究，优选出了最有利于提高材料去除率与降低电极损耗的参数组合。SatishkumarD[30]等人基于实际加工数据，利用方差法对增强相体积分数与材料去除率、表面粗糙度的关系进行了研究。
a）加工表面的气孔和重铸层内的孔洞 b）SiC 颗粒与基体分离图 1-2 SiCp/A1 电火花加工后的微观形貌[25]工艺研究方面，国外学者 Y. W. Seo 等人[26]研究了不同增强相体积分数的SiCp/Al 电火花加工特性，所选用的体积分数分别是 15%、20%和 35%，材料的微观形貌如图 1-3 所示。研究结果如图 1-4 所示，发现材料去除率会随着增强相体积分数的增加而增加。B.Mohan 等人[27,28]对比研究了实心电极和管电极的 SiCp/Al 电火花加工特性，实验以黄铜为工具电极，以材料去除率和电极损耗为加工目标。研究发现，用旋转管电极钻孔比实心电极钻孔材料去除速率更高。改变电极转速后发现，转速越快，这种趋势越明显，表面质量也更好。Karthikeyan 等人[29]基于正交加工实验，建立了电流、增强体含量、脉宽与材料去除率、电极损耗等加工特性之间的数学模型，结合方差法进行研究，优选出了最有利于提高材料去除率与降低电极损耗的参数组合。SatishkumarD[30]等人基于实际加工数据，利用方差法对增强相体积分数与材料去除率、表面粗糙度的关系进行了研究。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电参数对SiCp/Al复合材料电火花深小孔加工的影响[J]. 兰起洪,王玉魁,王振龙,刘洪政. 电加工与模具. 2015(03)
[2]中间层对高体积分数SiCp/Al复合材料真空钎焊的影响[J]. 亓钧雷,万禹含,张丽霞,曹健,冯吉才,梁迎春. 焊接学报. 2014(04)
[3]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势[J]. 郑喜军,米国发. 热加工工艺. 2011(12)
[4]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备及应用的研究[J]. 张国政,吕栋腾,吴治明. 新技术新工艺. 2010(11)
[5]SiCp/Al复合材料的电火花加工实验研究[J]. 周家林,黄树涛,左庆新,崔岩. 制造技术与机床. 2008(09)
[6]颗粒增强金属基复合材料的研究及应用[J]. 田治宇. 金属材料与冶金工程. 2008(01)
博士论文
[1]SiC颗粒增强铝基复合材料铣磨加工及其关键技术研究[D]. 都金光.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]SiCp/Al复合材料电火花加工的表面特性及化学镀镍工艺研究[D]. 宋佳斌.哈尔滨工业大学 2014
[2]高体积分数SiCp/Al材料型腔的精密电火花加工[D]. 杨攀.南京航空航天大学 2014
[3]SiCp/Al复合材料电火花加工的建模与仿真[D]. 张清芬.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3058461
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SiCp/A1电火花加工后的微观形貌
a）加工表面的气孔和重铸层内的孔洞 b）SiC 颗粒与基体分离图 1-2 SiCp/A1 电火花加工后的微观形貌[25]工艺研究方面，国外学者 Y. W. Seo 等人[26]研究了不同增强相体积分数的SiCp/Al 电火花加工特性，所选用的体积分数分别是 15%、20%和 35%，材料的微观形貌如图 1-3 所示。研究结果如图 1-4 所示，发现材料去除率会随着增强相体积分数的增加而增加。B.Mohan 等人[27,28]对比研究了实心电极和管电极的 SiCp/Al 电火花加工特性，实验以黄铜为工具电极，以材料去除率和电极损耗为加工目标。研究发现，用旋转管电极钻孔比实心电极钻孔材料去除速率更高。改变电极转速后发现，转速越快，这种趋势越明显，表面质量也更好。Karthikeyan 等人[29]基于正交加工实验，建立了电流、增强体含量、脉宽与材料去除率、电极损耗等加工特性之间的数学模型，结合方差法进行研究，优选出了最有利于提高材料去除率与降低电极损耗的参数组合。SatishkumarD[30]等人基于实际加工数据，利用方差法对增强相体积分数与材料去除率、表面粗糙度的关系进行了研究。
a）加工表面的气孔和重铸层内的孔洞 b）SiC 颗粒与基体分离图 1-2 SiCp/A1 电火花加工后的微观形貌[25]工艺研究方面，国外学者 Y. W. Seo 等人[26]研究了不同增强相体积分数的SiCp/Al 电火花加工特性，所选用的体积分数分别是 15%、20%和 35%，材料的微观形貌如图 1-3 所示。研究结果如图 1-4 所示，发现材料去除率会随着增强相体积分数的增加而增加。B.Mohan 等人[27,28]对比研究了实心电极和管电极的 SiCp/Al 电火花加工特性，实验以黄铜为工具电极，以材料去除率和电极损耗为加工目标。研究发现，用旋转管电极钻孔比实心电极钻孔材料去除速率更高。改变电极转速后发现，转速越快，这种趋势越明显，表面质量也更好。Karthikeyan 等人[29]基于正交加工实验，建立了电流、增强体含量、脉宽与材料去除率、电极损耗等加工特性之间的数学模型，结合方差法进行研究，优选出了最有利于提高材料去除率与降低电极损耗的参数组合。SatishkumarD[30]等人基于实际加工数据，利用方差法对增强相体积分数与材料去除率、表面粗糙度的关系进行了研究。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电参数对SiCp/Al复合材料电火花深小孔加工的影响[J]. 兰起洪,王玉魁,王振龙,刘洪政. 电加工与模具. 2015(03)
[2]中间层对高体积分数SiCp/Al复合材料真空钎焊的影响[J]. 亓钧雷,万禹含,张丽霞,曹健,冯吉才,梁迎春. 焊接学报. 2014(04)
[3]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势[J]. 郑喜军,米国发. 热加工工艺. 2011(12)
[4]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备及应用的研究[J]. 张国政,吕栋腾,吴治明. 新技术新工艺. 2010(11)
[5]SiCp/Al复合材料的电火花加工实验研究[J]. 周家林,黄树涛,左庆新,崔岩. 制造技术与机床. 2008(09)
[6]颗粒增强金属基复合材料的研究及应用[J]. 田治宇. 金属材料与冶金工程. 2008(01)
博士论文
[1]SiC颗粒增强铝基复合材料铣磨加工及其关键技术研究[D]. 都金光.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]SiCp/Al复合材料电火花加工的表面特性及化学镀镍工艺研究[D]. 宋佳斌.哈尔滨工业大学 2014
[2]高体积分数SiCp/Al材料型腔的精密电火花加工[D]. 杨攀.南京航空航天大学 2014
[3]SiCp/Al复合材料电火花加工的建模与仿真[D]. 张清芬.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3058461
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