钛合金齿轮LPES法表面强化的电场与流场

发布时间：2024-02-15 18:05

　　针对TC4钛合金齿轮复杂曲面液相等离子体电解渗透(LPES)表面强化放电困难的问题,基于仿真分析和实验验证的方法,建立了齿轮表面强化系统仿真模型,进行了强化系统电场和流场仿真,确定了齿轮复杂表面放电机理,研究了电极系统参数和入口流速对强化层形成的影响。结果表明:齿轮复杂表面放电困难的根本原因在于电场的分布不均。采用啮合形阳极时的电场和强化层均匀性较好。电极距离过小容易造成强化系统的短路,过大时会降低强化层的均匀性和厚度。合理的系统电解液流速对放电的稳定性和强化层的形成均具有重要的意义。相较于未处理时的基体,强化后的齿轮表面耐磨性有了明显提升。

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

图1钛合金齿轮LPES法表面强化系统仿真模型

由此可建立如图1所示的整体仿真模型。1.2参数设置

图4不同电极距离下的电流密度

图4为不同电极距离下分度圆处齿轮表面电流密度值。电极距离为2mm时电流密度达到了19.13A/cm2,远高于表面放电所需的电流密度,等离子放电将在工件表面产生非常大的放电能量,导致工件表面烧伤和裂纹的出现,甚至于造成电极短路。当电极距离为5mm时,电流密度下降幅度较大,较2....

图8钛合金齿轮强化表面弧光放电

实验发现,添加绝缘装置后,钛合金齿轮表面强化过程中的电流随电压先增大后减小,满足一般LPES法表面强化处理的电流-电压特性。齿轮表面能够形成稳定的弧光放电现象,如图8所示。3.2电极形状对强化层的影响

图2不同形状阳极下的电场分布

从图2中可以明显看出,使用圆柱形阳极时靠近齿轮尖端部分区域电场强度E明显高于齿面其它部位,尖端放电现象比较严重。相较而言,啮合形和梯形阳极下的电场分布较为均匀。从电场强度大小来看,圆柱形电极电场强度最高,为2.61×105V/m,啮合形电极电场强度最小,为2.32×105V/....

本文编号：3900118