等离子体增强电化学抛光奥氏体不锈钢表面状态的研究

发布时间：2022-02-24 10:43

　　针对目前常见的抛光工艺:机械抛光、化学抛光与电解抛光,存在适用性差、可处理材料原始表面受限、难以处理复杂异形结构件、抛光效率慢、抛光精度低、抛光质量缺陷多、工艺流程繁琐、溶液不环保等问题,本文以等离子体增强电化学抛光技术为基础,316L奥氏体不锈钢为实验对象,研究了电解液浓度、电压、频率和脉宽四个因素对等离子体增强增强电化学抛光速率的影响规律,确定了其抛光的最佳工艺参数。其次,通过对材料表面粗糙度变化动力曲线、样品表面形貌、元素、物相结构、金相、残余应力、硬度及耐蚀性进行表征,对比分析了机械抛光、电解抛光和等离子体增强电化学抛光对材料表面状态的影响。最后,在上述实验和检测结果的基础上对等离子体增强电化学抛光机理进行了探讨分析。研究表明:适当提高电解液的浓度（<3%）有利于增强溶液导电性,气泡产生与溃灭的速率加快,使得抛光速率变快;电压的提高（>300V）会导致阳极工件与电解液接触次数增多,溶液温度下降,气泡来不及发育就溃灭,使得抛光速率变慢;而适宜的频率（2.5kHz）与脉宽（150 μs）会获得最适切的气泡形成与溃灭速率,从而使得抛光速率达到最大。通过对材料抛光后的表面状... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 抛光技术简介
        1.2.1 机械抛光
        1.2.2 化学抛光
        1.2.3 电解抛光
        1.2.4 化学机械抛光
        1.2.5 磨粒流抛光
    1.3 等离子体电化学抛光技术简介
        1.3.1 等离子体电化学技术的发展
        1.3.2 等离子体增强电化学抛光技术简介
        1.3.3 等离子体增强电化学抛光技术的研究现状
    1.4 本课题主要研究内容
        1.4.1 课题研究目的及意义
        1.4.2 主要研究内容
        1.4.3 技术路线框架图
2 实验设备及方法
    2.1 实验材料及预处理
    2.2 实验设备
        2.2.1 机械抛光设备及方法
        2.2.2 电解抛光设备及方法
        2.2.3 等离子体增强电化学抛光设备及方法
    2.3 材料表面状态检测方法
        2.3.1 表面粗糙度的检测
        2.3.2 表面二维形貌的观察
        2.3.3 激光共聚焦三维立体形貌的观察
        2.3.4 表面化学元素的分析
        2.3.5 表面晶体结构的测定
        2.3.6 表面残余应力的检测
        2.3.7 表面显微硬度的测定
        2.3.8 表面耐蚀性的检测
3 等离子体增强电化学抛光最佳工艺参数的确定
    3.1 正交实验设计
        3.1.1 正交实验设计原理
        3.1.2 正交实验中指标、因素、水平的选择
        3.1.3 正交实验表及实验结果
    3.2 直观分析法
        3.2.1 直观分析法原理
        3.2.2 直观分析法结果分析
    3.3 方差分析法
        3.3.1 方差分析法原理
        3.3.2 方差分析法结果分析
    3.4 正交实验验证
    3.5 本章小结
4 等离子体增强电化学抛光对奥氏体不锈钢表面状态的影响
    4.1 奥氏体不锈钢表面粗糙度
        4.1.1 奥氏体不锈钢表面粗糙度的改善程度
        4.1.2 等离子体增强电化学抛光的表面粗糙度动力学变化规律
    4.2 奥氏体不锈钢表面形貌变化
    4.3 奥氏体不锈钢表面元素分析
    4.4 奥氏体不锈钢表面物相分析
    4.5 奥氏体不锈钢金相分析
    4.6 奥氏体不锈钢表面硬度变化
    4.7 奥氏体不锈钢残余应力的分析
    4.8 奥氏体不锈钢耐蚀性分析
    4.9 本章小结
5 等离子体增强电化学抛光机制
    5.1 气泡放电的伏安特性曲线
    5.2 等离子体增强电化学抛光机理
        5.2.1 氧等离子体的产生
        5.2.2 氧化疏化层的生成
        5.2.3 气泡的空化溃灭剥离
    5.3 本章小结
6 结论
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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[2]第三代半导体材料SiC平坦化技术的研究现状[J]. 韩润龙.  当代化工研究. 2018(11)
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博士论文
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硕士论文
[1]电解质-等离子加工技术中电解液作用的研究[D]. 张笃飞.哈尔滨工业大学 2011
[2]激光快速成形金属零件力学行为研究[D]. 杨健.西北工业大学 2004



本文编号：3642559