极间间隙填充型掩膜电解加工微坑阵列试验研究

发布时间：2017-08-14 07:21

  本文关键词：极间间隙填充型掩膜电解加工微坑阵列试验研究

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【摘要】：研究表明良好的微坑阵列结构能够减磨降阻、提高传质传热、改善液体流动状态。电解加工因具有不受工件材料性能限制、无残余加工应力、无热再铸层等优势,是在金属表面加工微坑阵列的一种有效方法。其中,非粘结型活动掩膜电解加工加工精度高、掩膜可重复使用,在金属表面微坑阵列制造方面有着很大的发展潜力。针对非粘结性活动掩膜电解加工中存在的掩膜贴附困难、在非平面应用受限等问题,本文提出了一种基于活动掩膜的极间间隙柔性多孔物填充型掩膜电解加工方法。实验证实该工艺方法可在金属表面成功制备出微坑阵列。本文在河南省科技创新人才支持计划-“极间间隙填充型掩膜电解加工微坑阵列技术”、河南省高校科技创新团队支持计划-“高性能特种加工技术与装备”与河南理工大学创新团队支持计划-“金属表面微结构特种加工技术”等项目基金的共同资助下,进一步对所提出的新工艺方法做了系统的研究,以期探明主要工艺参数与电源参数对微坑的加工效率与加工质量的影响并得出最优工艺参数。主要研究内容为:(1)理论分析并实验验证了极间间隙填充型掩膜电解加工微坑阵列技术的可行性,研制了专用的电解加工装置。(2)实验研究了直流条件下电压、掩膜孔深径比(h/d0)、原始加工间隙(H)、压紧力(F)对加工微坑效率与质量的影响规律。结果表明:在选定的工艺条件下,提高微坑加工效率的最优工艺参数为:h/d0=0.2、H=2mm、F=10N;提高微坑加工均匀性的最优工艺参数为:h/d0=0.2、H=1mm、F=50N;微坑廓形不一,形貌主要为螺旋纹理状。(3)实验研究了脉冲参数(脉冲周期T、占空比q)对加工微坑效率与质量的影响规律。结果表明:提高加工效率的最优工艺参数为:T=80ms或T=120ms、q=0.6;提高微坑加工均匀性的最优工艺参数为:T=80ms、q=0.2或q=0.6;微坑廓形以浅盆状为主,形貌为底部光滑、边缘粗糙。
【关键词】：柔性多孔介质 掩膜电解加工 极间间隙填充型 微坑阵列
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG662
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-24
• 1.1 微坑阵列及其应用10
• 1.2 微坑阵列加工技术10-21
• 1.2.1 振动加工11-12
• 1.2.2 激光加工12-14
• 1.2.3 电火花加工14-15
• 1.2.4 磨料气射流加工15
• 1.2.5 传统机械加工15-16
• 1.2.6 电解加工16-21
• 1.3 本文研究意义21-22
• 1.4 主要研究内容与创新点22-24
• 1.4.1 本文主要研究内容22
• 1.4.2 本文主要创新点22-24
• 2 掩膜电解加工微坑阵列基础理论24-32
• 2.1 电解加工原理24
• 2.2 电解加工特点24-25
• 2.3 电解加工理论25-27
• 2.3.1 法拉第定律25-26
• 2.3.2 加工间隙电场特性26-27
• 2.4 极间间隙填充型掩膜电解加工技术27-30
• 2.4.1 极间间隙填充型掩膜电解加工原理27-30
• 2.4.2 极间间隙填充型掩膜电解加工影响因素分析30
• 2.5 本章小结30-32
• 3 极间间隙填充型直流掩膜电解加工微坑阵列实验研究32-56
• 3.1 引言32
• 3.2 实验装置研制32-36
• 3.2.1 阴-阳极夹具33-35
• 3.2.2 电解液循环系统35-36
• 3.2.3 电源36
• 3.3 工艺参数对微坑加工效率的影响研究36-47
• 3.3.1 电压37-39
• 3.3.2 掩膜孔深径比39-42
• 3.3.3 原始加工间隙42-44
• 3.3.4 压紧力44-47
• 3.3.5 三因素对比分析47
• 3.4 微坑阵列质量分析47-54
• 3.4.1 微坑分布均匀性47-52
• 3.4.2 微坑典型廓形与形貌52-54
• 3.5 本章小结54-56
• 4 极间间隙填充型脉冲掩膜电解加工微坑阵列实验研究56-66
• 4.1 引言56
• 4.2 工艺参数对微坑加工效率的影响研究56-59
• 4.2.1 脉冲周期57-58
• 4.2.2 脉冲占空比58-59
• 4.3 微坑阵列质量分析59-64
• 4.3.1 微坑分布均匀性60-62
• 4.3.2 微坑典型廓形与形貌62-64
• 4.3.3 微坑侧向腐蚀率64
• 4.4 本章小结64-66
• 5 总结与展望66-70
• 5.1 总结66-67
• 5.2 展望67-70
• 参考文献70-76
• 作者简历76-78
• 学位论文数据集78

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