基于磨料水射流的钛合金表面处理研究
发布时间：2021-06-06 06:54
针对热门材料钛合金工件的表面处理,采用传统的机械抛光、电化学抛光或手动抛光方式,其抛光精度和抛光效率都较低,不环保,对工人的劳动强度大,且接触式的抛光方法使工件表面易变形、易损伤。因此,本文基于磨料水射流提出了一种抛光钛合金工件的新方法,并基于磨料水射流的材料冲蚀去除机理、磨料粒子对工件的作用力分析,结合流体冲蚀仿真和单因素实验对磨料水射流抛光钛合金的可行性进行验证。最后采用正交实验优化抛光工艺参数并建立表面质量的预测模型,并对模型进行检验,得出磨料水射流用于钛合金工件表面抛光是切实可行的。本文具体的内容如下:（1）磨料水射流技术的背景知识和冲蚀材料去除机理。首先基于流体的喷嘴流动理论,对喷嘴结构进行了仿真优选,得出磨料水射流抛光喷嘴应采用流线型喷嘴或锥直型喷嘴。然后阐述了磨料水射流的基本结构与基本参数。最后针对磨料水射流的抛光机理分析了单颗磨料粒子对材料的作用力模型以及材料的去除机理。（2）针对五种不同的工艺参数（即仿真因素）:射流压力、靶距、冲击角度、磨料浓度、磨料平均粒径（磨料粒度）。利用CFD数值模拟软件FLUENT对磨料水射流冲蚀钛合金工件表面进行仿真,基于控制变量法研究单个...
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磨料水射流抛光原理图
基于磨料水射流的钛合金表面处理研究4则统计了21世纪初期磨料射流抛光技术在国内外出版的文献统计，由图可见磨料射流抛光技术已逐渐得到科研研究人员的关注和认可，热度不断上升。图1.2磨料射流抛光技术的发展Fig.1.2Developmentofabrasivejetpolishingtechnology图1.321世纪初期磨料射流抛光文献统计Fig.1.3LiteratureStatisticsofAbrasiveJetPolishingintheEarly21stCentury纳米胶体射流抛光（NanoparticleJetPolishing，NJP）机理如图1.4所示，通过磨料颗粒与工件表面分子间羟基碰撞发生氢键键和反应及水分子生成反应（如式1.1所示），纳米颗粒胶体通过与工件表面发生化学反应而带走工件表面的原子，实现工件表层的原子级材料去除[10]。2A-OHOH-BA-O-BHO（1.1）
基于磨料水射流的钛合金表面处理研究4则统计了21世纪初期磨料射流抛光技术在国内外出版的文献统计，由图可见磨料射流抛光技术已逐渐得到科研研究人员的关注和认可，热度不断上升。图1.2磨料射流抛光技术的发展Fig.1.2Developmentofabrasivejetpolishingtechnology图1.321世纪初期磨料射流抛光文献统计Fig.1.3LiteratureStatisticsofAbrasiveJetPolishingintheEarly21stCentury纳米胶体射流抛光（NanoparticleJetPolishing，NJP）机理如图1.4所示，通过磨料颗粒与工件表面分子间羟基碰撞发生氢键键和反应及水分子生成反应（如式1.1所示），纳米颗粒胶体通过与工件表面发生化学反应而带走工件表面的原子，实现工件表层的原子级材料去除[10]。2A-OHOH-BA-O-BHO（1.1）
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金TC18失效原因检测与分析[J]. 张宁,蒋兵. 河南化工. 2019(11)
[2]模具制造中模具表面精加工技术分析[J]. 贾瑞兴,蒋湘东. 数字通信世界. 2019(09)
[3]浅谈水切割机床的特点及其压力异常的处理方式[J]. 张聪华,黄生庆,朱朝利. 化工装备技术. 2019(02)
[4]电化学复合加工技术研究[J]. 黄绍服,张超. 安徽理工大学学报(自然科学版). 2019(02)
[5]提升磨料水射流抛光去除效率的参数研究[J]. 郭宗福,金滩,李平,曲美娜,卢安舸. 金刚石与磨料磨具工程. 2017(06)
[6]可控柔性表面抛光研究综述[J]. 徐志强,王秋良,张高峰,朱科军,姜胜强. 表面技术. 2017(10)
[7]TB6钛合金抛光表面完整性试验[J]. 崔伟,李勋,苏贵鸿,胡超鹏. 航空制造技术. 2017(04)
[8]磨料水射流抛光不锈钢工件表面质量的研究[J]. 宋岳干,宋丹路,张文利. 电加工与模具. 2016(06)
[9]磨料水射流喷嘴结构优化设计[J]. 丁祥青. 组合机床与自动化加工技术. 2016(11)
[10]磨料水射流车削陶瓷材料的模型研究[J]. 邓宇锋. 组合机床与自动化加工技术. 2016(07)
博士论文
[1]精密磨料水射流加工硬脆材料冲蚀机理及抛光技术研究[D]. 朱洪涛.山东大学 2007
硕士论文
[1]TC4合金复合抛光工艺及表面形貌演化规律[D]. 马远航.哈尔滨工业大学 2019
[2]激光抛光3D打印钛合金板的机理及工艺研究[D]. 周宇羚.北京工业大学 2018
[3]TC4钛合金离子抛光工艺及机理研究[D]. 毕永琛.哈尔滨工业大学 2018
[4]磨料水射流表面抛光技术的理论及实验研究[D]. 袁卓林.西华大学 2010
[5]基于倾角补偿的磨料水射流曲线切割技术研究[D]. 张曙光.山东大学 2010
[6]用于SLA原型的磨料水射流抛光工艺研究[D]. 邵飞.兰州理工大学 2007
[7]高压水射流冲击材料表面强化的研究[D]. 张大.大连理工大学 2006
[8]磨料水射流圆形零件加工技术研究[D]. 卢新郁.山东大学 2006
本文编号：3213842
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磨料水射流抛光原理图
基于磨料水射流的钛合金表面处理研究4则统计了21世纪初期磨料射流抛光技术在国内外出版的文献统计，由图可见磨料射流抛光技术已逐渐得到科研研究人员的关注和认可，热度不断上升。图1.2磨料射流抛光技术的发展Fig.1.2Developmentofabrasivejetpolishingtechnology图1.321世纪初期磨料射流抛光文献统计Fig.1.3LiteratureStatisticsofAbrasiveJetPolishingintheEarly21stCentury纳米胶体射流抛光（NanoparticleJetPolishing，NJP）机理如图1.4所示，通过磨料颗粒与工件表面分子间羟基碰撞发生氢键键和反应及水分子生成反应（如式1.1所示），纳米颗粒胶体通过与工件表面发生化学反应而带走工件表面的原子，实现工件表层的原子级材料去除[10]。2A-OHOH-BA-O-BHO（1.1）
基于磨料水射流的钛合金表面处理研究4则统计了21世纪初期磨料射流抛光技术在国内外出版的文献统计，由图可见磨料射流抛光技术已逐渐得到科研研究人员的关注和认可，热度不断上升。图1.2磨料射流抛光技术的发展Fig.1.2Developmentofabrasivejetpolishingtechnology图1.321世纪初期磨料射流抛光文献统计Fig.1.3LiteratureStatisticsofAbrasiveJetPolishingintheEarly21stCentury纳米胶体射流抛光（NanoparticleJetPolishing，NJP）机理如图1.4所示，通过磨料颗粒与工件表面分子间羟基碰撞发生氢键键和反应及水分子生成反应（如式1.1所示），纳米颗粒胶体通过与工件表面发生化学反应而带走工件表面的原子，实现工件表层的原子级材料去除[10]。2A-OHOH-BA-O-BHO（1.1）
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金TC18失效原因检测与分析[J]. 张宁,蒋兵. 河南化工. 2019(11)
[2]模具制造中模具表面精加工技术分析[J]. 贾瑞兴,蒋湘东. 数字通信世界. 2019(09)
[3]浅谈水切割机床的特点及其压力异常的处理方式[J]. 张聪华,黄生庆,朱朝利. 化工装备技术. 2019(02)
[4]电化学复合加工技术研究[J]. 黄绍服,张超. 安徽理工大学学报(自然科学版). 2019(02)
[5]提升磨料水射流抛光去除效率的参数研究[J]. 郭宗福,金滩,李平,曲美娜,卢安舸. 金刚石与磨料磨具工程. 2017(06)
[6]可控柔性表面抛光研究综述[J]. 徐志强,王秋良,张高峰,朱科军,姜胜强. 表面技术. 2017(10)
[7]TB6钛合金抛光表面完整性试验[J]. 崔伟,李勋,苏贵鸿,胡超鹏. 航空制造技术. 2017(04)
[8]磨料水射流抛光不锈钢工件表面质量的研究[J]. 宋岳干,宋丹路,张文利. 电加工与模具. 2016(06)
[9]磨料水射流喷嘴结构优化设计[J]. 丁祥青. 组合机床与自动化加工技术. 2016(11)
[10]磨料水射流车削陶瓷材料的模型研究[J]. 邓宇锋. 组合机床与自动化加工技术. 2016(07)
博士论文
[1]精密磨料水射流加工硬脆材料冲蚀机理及抛光技术研究[D]. 朱洪涛.山东大学 2007
硕士论文
[1]TC4合金复合抛光工艺及表面形貌演化规律[D]. 马远航.哈尔滨工业大学 2019
[2]激光抛光3D打印钛合金板的机理及工艺研究[D]. 周宇羚.北京工业大学 2018
[3]TC4钛合金离子抛光工艺及机理研究[D]. 毕永琛.哈尔滨工业大学 2018
[4]磨料水射流表面抛光技术的理论及实验研究[D]. 袁卓林.西华大学 2010
[5]基于倾角补偿的磨料水射流曲线切割技术研究[D]. 张曙光.山东大学 2010
[6]用于SLA原型的磨料水射流抛光工艺研究[D]. 邵飞.兰州理工大学 2007
[7]高压水射流冲击材料表面强化的研究[D]. 张大.大连理工大学 2006
[8]磨料水射流圆形零件加工技术研究[D]. 卢新郁.山东大学 2006
本文编号：3213842
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