TC4钛合金异形型腔高效电解加工技术应用基础研究

发布时间：2021-03-23 09:35

　　钛合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀等优异特性,是现代航空领域重要结构材料之一。采用该类材料制成的机身框架、发动机机匣、机翼等承力构件中存在大量的异形型腔结构,且主要以三角形、方形、梯形等特征为主,实现该类结构高效稳定加工具有重要意义。与传统制造工艺相比,电解加工工艺基于阳极金属电化学溶解原理实现工件加工成形,具有加工成本低、加工效率高、阴极无损耗等优点,在钛合金异形型腔加工领域具有较好的应用前景。为掌握钛合金异形型腔电解加工成形规律、提高加工效率,本文以某航空用TC4钛合金异形型腔零件为研究对象,展开电解加工成形试验研究。首先,开展电解液成份对钛合金溶解机理、加工稳定性、加工效率和成形精度的影响研究。基于金属点蚀和钝化作用机理,分析了不同类型电解液成份对TC4钛合金材料溶解特性的影响,并优选出质量分数为20%NaCl和10%NaNO₃混合电解液,使得加工在满足钛合金材料溶解稳定性的同时,提高加工效率和成形精度。其次,基于异形型腔加工区域电场和流场仿真结果,对阴极边界特征、通液槽结构和电解液压力参数进行优化,并根据试验实施工艺需求设计专用工装夹具,从而提高型腔成形精... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钛合金加工技术发展现状
        1.2.1 机械加工
        1.2.2 铸造成形技术
        1.2.3 激光快速成形加工
        1.2.4 电火花加工
        1.2.5 电解加工
    1.3 课题研究意义及主要内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 课题研究意义
        1.3.3 研究对象分析
        1.3.4 试验研究内容
第二章 TC4钛合金电化学溶解特性研究
    2.1 电解加工基本原理
    2.2 钛合金电化学溶解特性分析
        2.2.1 钛合金加工稳定性分析
        2.2.2 电解液类型的影响
        2.2.3 杂散点蚀现象
    2.3 钛合金电化学溶解特性试验研究
        2.3.1 试验研究方法
        2.3.2 电解液成份对钛合金溶解稳定性的影响
        2.3.3 电解液成份对加工表面质量的影响
        2.3.4 电解液成份对ηω-i特性曲线的影响
    2.4 本章小结
第三章 异形型腔电解加工工艺方案设计
    3.1 异形型腔电解加工工艺方案分析
    3.2 阴极结构设计
        3.2.1 阴极边界设计
        3.2.2 阴极通液槽结构设计
    3.3 异形型腔电解加工流场均匀性设计
        3.3.1 电解液入口压力的影响
        3.3.2 电解液出口压力的影响
    3.4 异形型腔电解加工工装夹具设计
    3.5 本章小结
第四章 异形型腔高效电解加工试验研究
    4.1 加工系统和检测设备简介
        4.1.1 电解加工试验系统
        4.1.2 试验检测设备
    4.2 异形型腔电解加工成形分析
        4.2.1 异形型腔电解加工成形精度分析
        4.2.2 异形型腔电解加工工艺稳定性分析
    4.3 异形型腔电解加工工艺优化试验研究
        4.3.1 杂散腐蚀的影响
            4.3.1.1 非加工面杂散腐蚀
            4.3.1.2 已加工侧壁杂散腐蚀
        4.3.2 电解液温度的影响
        4.3.3 加工电压的影响
    4.4 钛合金异形型腔零件试制
        4.4.1 钛合金型腔轮廓成形精度分析
        4.4.2 钛合金型腔表面质量评估
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金在航空航天领域中的应用探讨[J]. 何丹琪,石颢.  中国高新技术企业. 2016(27)
[2]航空铸造钛合金及其成型技术发展[J]. 张美娟,南海,鞠忠强,高富辉,郄喜望,朱郎平.  航空材料学报. 2016(03)
[3]电解加工中电解液对钛合金TC4型面加工质量的影响研究[J]. 孙宇博,丘珍珍.  电加工与模具. 2015(05)
[4]应用于航空领域的金属高性能增材制造技术[J]. 林鑫,黄卫东.  中国材料进展. 2015(09)
[5]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)
[6]钛合金铸造技术现状及发展趋势[J]. 高婷,赵亮,马保飞,张恩平.  热加工工艺. 2014(21)
[7]高性能大型金属构件激光增材制造:若干材料基础问题[J]. 王华明.  航空学报. 2014(10)
[8]我国航空用钛合金技术研究现状及发展[J]. 朱知寿.  航空材料学报. 2014(04)
[9]气体压力对钛合金电火花诱导烧蚀加工的影响[J]. 王祥志,刘志东,邱明波,田宗军,黄因慧.  航空学报. 2014(12)
[10]激光立体成形多孔钛合金工艺及性能研究[J]. 杨海欧,王俊,刘智勇,林鑫,陈静,黄卫东.  应用激光. 2013(04)

硕士论文
[1]钛合金格栅精密高效电火花加工技术应用基础研究[D]. 郁子欣.南京航空航天大学 2015



本文编号：3095583