镍基高温合金脉冲短电弧加工变质层影响规律实验研究

发布时间：2017-10-21 09:23

  本文关键词：镍基高温合金脉冲短电弧加工变质层影响规律实验研究

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【摘要】：镍基高温合金GH4169,在高温下抗氧化性较好,屈服强度高,实验证明在600℃时,GH4169的氧化速率仅为0.0176g/m2·h。常温下屈服强度σp0.2为550MPa,同时GH4169的焊接性能良好,可采用氩弧焊、电子束焊等方法进行焊接,因此广泛应用于航空、石油领域。但是在GH4169常规加工过程中存在切削力大和刀具磨损过快等问题,大大降低了加工效率,限制了该材料的应用[1]。脉冲电弧加工是利用电热能量对工件作用,依靠放电时局部瞬时产生的高温把金属蚀除,加工过程不受材料的硬度、强度、韧性影响,并且避免了电火花加工的加工效率低的问题,因此特别适于如镍基高温合金等难加工材料的高效加工。由于在加工过程中材料激冷激热工件表面形成变质层,变质层的粗糙度,厚度,裂纹,硬度变化受电参数影响,同时决定着工件的使用寿命,为提高加工质量,本文进行了以下方面的研究:一、对脉冲电弧加工机理进行研究,分析影响变质层质量的因素,主要包括电参数、电极材料、加工介质等。二、明确实验目的,对电参数进行进一步分析确定电压、脉冲频率、占空比为正交因素,设计正交实验,确定考察指标为表面粗糙度,变质层厚度,通过极差分析法找出影响实验结果的的主次因素。由极差分析发现电压对实验结果的影响最为显著,然后依此为脉频率和占空比,后两个因素的影响水平较为接近,增加脉冲频率和占空比单因素实验,实验验证电压16V,脉冲频率400HZ,占空比55%时得到最优的加工质量。三、对试样进行处理,观察加工表面微观组织形貌,结合记录加工波形并分析,在电压16V、频率小于200HZ,占空比低于20%时,放电间隙缩短,工具和工件容易发生接触,造成短路,波形不规律变化,导致表面粗糙度值增加,变质层厚度提高。电压35V,频率超过800HZ,占空比高于80%,此时电极之间长时间放电,形成稳定的电弧,电极间电蚀产物排除不利,使加工质量降低。
【关键词】：脉冲电弧加工 电参数 正交实验 变质层
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG661
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 绪论7-16
• 1.1 课题研究的背景及意义7-8
• 1.2 镍基高温合金加工研究现状8-10
• 1.3 脉冲电弧加工技术研究进展10-15
• 1.4 课题的来源15
• 1.5 课题研究的主要任务15-16
• 第二章 脉冲电弧加工技术分析16-23
• 2.1 脉冲电弧加工理论分析16-17
• 2.2 变质层概念17-18
• 2.3 工艺参数对变质层质量的影响18-22
• 2.3.1 电参数19-20
• 2.3.2 电极材料20
• 2.3.3 工作介质20-22
• 2.3.4 其他因素22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 脉冲电弧加工GH4169合金实验23-37
• 3.1 实验设计23
• 3.2 实验设备23-25
• 3.2.1 脉冲电弧加工系统23-24
• 3.2.2 其他主要实验设备24-25
• 3.3 正交实验25-30
• 3.4 单因素实验30-36
• 3.4.1 脉冲电弧加工频率单因素实验30-33
• 3.4.2 脉冲电弧加工占空比单因素实验33-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 脉冲电弧加工变质层研究37-50
• 4.1 金相试样制备37-38
• 4.2 变质层表面形貌38-41
• 4.3 硬度测量及分析41-43
• 4.4 加工表面粗糙度分析43-47
• 4.5 变质层厚度分析47-49
• 4.6 本章小结49-50
• 第五章 总结及展望50-52
• 参考文献52-56
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文56-57
• 致谢57-59

【参考文献】

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1 李义田;;浅谈低碳钢碳弧气刨[J];价值工程;2013年27期

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本文编号：1072565