影响准干式电火花强化层裂纹的关键性因素研究
发布时间：2021-07-13 18:58
钛及钛合金作为21世纪的新型工业材料,被广泛应用于航空发动机制造、汽轮机制造、医学器材制造等各个领域。但随着工业技术的高速发展,对其耐高温性、耐腐蚀性、硬度性能、加工性能、使用寿命等要求越来越高,导致传统钛合金基体材料使用范围受到限制,需要对其进行表面强化处理,但各种表面强化层均不可避免的存在裂纹萌生现象,降低了材料的使用寿命。目前国内外学者对表面强化技术的研究主要集中于如何提升强化层性能,很少对影响强化层裂纹萌生的因素进行研究,因此,研究影响强化层裂纹萌生的因素,对提升材料使用寿命、扩大材料应用范围具有重要意义。本文借助理论分析、有限元模拟与实验研究,采用混粉准干式电火花表面强化技术,对不同峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隙、电极材料及极性、粉末材料及浓度等强化条件下TC4钛合金表面强化层裂纹萌生情况进行了探究,得出了对强化层裂纹萌生影响严重的工艺参数。具体研究内容如下:（1）为了研究温度场及应力场分布规律对强化层裂纹萌生的影响,建立了有限元模型,对不同强化参数放电过程温度场、应力场分布进行模拟研究。结果表明,峰值电流和脉冲宽度逐渐升高,放电过程温度场、应力场影响范围均逐渐增大,工件表面径...
【文章来源】：天津职业技术师范大学天津市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电流形成示意图
击穿后带电粒子数量更多，从而增大放间电场的影响介质，也可以应用在不均匀介质中，即EdsQrSO ε ε=数； —相对介电系数；E—封闭电场质，以雾状形式喷射到放电通道内，形使得放电通道内电场发生畸变，更易被末在 r 方向上的电场线分布，拉普拉斯222 21 1sin sin sinv v vrrθθ θ θ θ + +
2 1032 121 cos2rv aE Er rε εθε ε = = + + （1.10式中 r—任意点与介质颗粒的中心距；ε1—气体介电常数；ε2—液体介电常数；E0极间均匀电场强度； α—液滴半径； θ—任意位置偏离 Z 轴角度；粉末颗粒沿 θ 方向上的电场场强：32 1032 11 sin2v aE Er rθε εθε ε = = + （1.11Z 方向上离子场强：102 132zE Eεε ε=+（1.12电场分布均匀的两电极间，粉末颗粒周围所产生的电场方向与 Z 轴同向，叠加后即行 Z 轴，如图 1-4（a）所示。但是由于电场作用，如图（b）所示，粉末介质周围电荷生的电场方向与 Z 轴形成一定角度，两者叠加后的局部电场方向与原来有较大差距，两极间放电区域及能量分布变化明显，使电场产生畸变，如图 1-4（c）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面热处理工艺对汽车连杆锻模性能的影响[J]. 许云飞,肖爱. 热加工工艺. 2018(14)
[2]喷丸强化对TC17钛合金疲劳性能的影响[J]. 何杉,杨清,闵祥禄. 金属热处理. 2018(06)
[3]表面技术在模具制造和修复中的应用[J]. 封亚明,何柏林,江明明,李力. 热加工工艺. 2018(04)
[4]电极材料对电加工8418钢表面质量的影响研究[J]. 余剑武,沈湘,段文,尚振涛,胡其丰. 机械科学与技术. 2018(01)
[5]混粉准干式电火花表面强化TC4钛合金强化层组织与性能[J]. 李敏,蔡兰蓉. 特种铸造及有色合金. 2017(09)
[6]表面喷丸强化处理对TC11钛合金疲劳性能的影响[J]. 李卫,严世榕,张乐. 表面技术. 2017(03)
[7]高频感应熔覆和表面热处理复合工艺制备的Ni-40WC层的性能研究[J]. 陈佰江,唐建敏,史丙君. 热加工工艺. 2017(04)
[8]材料中裂纹的分析方法[J]. 刘艳梅,周丽新,戚厚军,冯辉,张恩凤,王铁钢. 铸造技术. 2015(02)
[9]航空用钛合金研究进展[J]. 金和喜,魏克湘,李建明,周建宇,彭文静. 中国有色金属学报. 2015(02)
[10]基于数字图像处理的TC4钛合金金相组织定量分析[J]. 吴伟,吴剑剑,张永华,邬冠华,卢鹏,吴宇,张士晶. 失效分析与预防. 2014(02)
博士论文
[1]雾状介质中放电修整金刚石砂轮技术及机理研究[D]. 蔡兰蓉.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]激光熔覆镍基复合涂层有限元模拟[D]. 刘学林.华东交通大学 2018
[2]混粉准干式电火花表面强化45钢组织性能研究[D]. 李洋.天津职业技术师范大学 2018
[3]不同介质电火花表面强化TC4钛合金工艺研究[D]. 潘康.天津职业技术师范大学 2016
[4]基于有限元分析的电火花表面强化热应力及裂纹研究[D]. 杨平.天津职业技术师范大学 2015
[5]基于有限元法的薄板焊接数值模拟研究[D]. 王清.西北大学 2014
[6]TiN涂层中表面裂纹形成机理研究[D]. 杨香凡.湘潭大学 2014
[7]基于有限元法对电火花加工中温度场及应力场的仿真研究[D]. 谷萌.山东理工大学 2014
本文编号：3282619
【文章来源】：天津职业技术师范大学天津市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电流形成示意图
击穿后带电粒子数量更多，从而增大放间电场的影响介质，也可以应用在不均匀介质中，即EdsQrSO ε ε=数； —相对介电系数；E—封闭电场质，以雾状形式喷射到放电通道内，形使得放电通道内电场发生畸变，更易被末在 r 方向上的电场线分布，拉普拉斯222 21 1sin sin sinv v vrrθθ θ θ θ + +
2 1032 121 cos2rv aE Er rε εθε ε = = + + （1.10式中 r—任意点与介质颗粒的中心距；ε1—气体介电常数；ε2—液体介电常数；E0极间均匀电场强度； α—液滴半径； θ—任意位置偏离 Z 轴角度；粉末颗粒沿 θ 方向上的电场场强：32 1032 11 sin2v aE Er rθε εθε ε = = + （1.11Z 方向上离子场强：102 132zE Eεε ε=+（1.12电场分布均匀的两电极间，粉末颗粒周围所产生的电场方向与 Z 轴同向，叠加后即行 Z 轴，如图 1-4（a）所示。但是由于电场作用，如图（b）所示，粉末介质周围电荷生的电场方向与 Z 轴形成一定角度，两者叠加后的局部电场方向与原来有较大差距，两极间放电区域及能量分布变化明显，使电场产生畸变，如图 1-4（c）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面热处理工艺对汽车连杆锻模性能的影响[J]. 许云飞,肖爱. 热加工工艺. 2018(14)
[2]喷丸强化对TC17钛合金疲劳性能的影响[J]. 何杉,杨清,闵祥禄. 金属热处理. 2018(06)
[3]表面技术在模具制造和修复中的应用[J]. 封亚明,何柏林,江明明,李力. 热加工工艺. 2018(04)
[4]电极材料对电加工8418钢表面质量的影响研究[J]. 余剑武,沈湘,段文,尚振涛,胡其丰. 机械科学与技术. 2018(01)
[5]混粉准干式电火花表面强化TC4钛合金强化层组织与性能[J]. 李敏,蔡兰蓉. 特种铸造及有色合金. 2017(09)
[6]表面喷丸强化处理对TC11钛合金疲劳性能的影响[J]. 李卫,严世榕,张乐. 表面技术. 2017(03)
[7]高频感应熔覆和表面热处理复合工艺制备的Ni-40WC层的性能研究[J]. 陈佰江,唐建敏,史丙君. 热加工工艺. 2017(04)
[8]材料中裂纹的分析方法[J]. 刘艳梅,周丽新,戚厚军,冯辉,张恩凤,王铁钢. 铸造技术. 2015(02)
[9]航空用钛合金研究进展[J]. 金和喜,魏克湘,李建明,周建宇,彭文静. 中国有色金属学报. 2015(02)
[10]基于数字图像处理的TC4钛合金金相组织定量分析[J]. 吴伟,吴剑剑,张永华,邬冠华,卢鹏,吴宇,张士晶. 失效分析与预防. 2014(02)
博士论文
[1]雾状介质中放电修整金刚石砂轮技术及机理研究[D]. 蔡兰蓉.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]激光熔覆镍基复合涂层有限元模拟[D]. 刘学林.华东交通大学 2018
[2]混粉准干式电火花表面强化45钢组织性能研究[D]. 李洋.天津职业技术师范大学 2018
[3]不同介质电火花表面强化TC4钛合金工艺研究[D]. 潘康.天津职业技术师范大学 2016
[4]基于有限元分析的电火花表面强化热应力及裂纹研究[D]. 杨平.天津职业技术师范大学 2015
[5]基于有限元法的薄板焊接数值模拟研究[D]. 王清.西北大学 2014
[6]TiN涂层中表面裂纹形成机理研究[D]. 杨香凡.湘潭大学 2014
[7]基于有限元法对电火花加工中温度场及应力场的仿真研究[D]. 谷萌.山东理工大学 2014
本文编号：3282619
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