细长规则通孔制备的预制体编制及孔成形工艺研究

发布时间：2017-08-24 02:39

  本文关键词：细长规则通孔制备的预制体编制及孔成形工艺研究

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【摘要】：本课题主要针对铸造法制备规则可控微细长直通孔工艺开展研究。该工艺基于碳与金属基体铝润湿性差及碳与铝基本不放生化学反应的原理，使熔融金属铝液围绕预制体的孔芯，凝固后抽芯而实现制孔。与传统的微细孔加工方法如机械加工方法或特种加工方法相比较，本工艺不需要任何高精尖设备辅助即可制备出超大深径比规则长细直通铸孔。 首先，制定了实验流程，设计了碳纤维预制体和石墨钢针预制体，并对预制体的结构进行改进。其次以纯铝为基体金属，利用碳纤维和石墨钢针两种预制体进行实验，均成功制备出规则分布的微细通孔。实验结果表明：两种预制体制备的微细孔的分布都十分规律密集；利用碳纤维预制体制备出的微细通孔的平均孔径为0.216mm，孔深为64.3mm，深径比可达297；利用石墨钢针预制体制备的微细通孔的平均孔径为0.518mm，孔深为99.4mm，深径比可达192，孔的形状因子在0.850-0.915之间变化，孔的整体形状趋近于圆形，圆整度非常高；微细孔的孔壁的平均粗糙度在Ra=6.3等级范围内，孔壁粗糙度达到了普通机械加工所要求的粗糙度范围。再次，通过研究表面张力对成孔孔深的影响建立了孔深模型，，并分析了预制体的孔芯因素如孔芯直径、相邻孔芯的间距和孔芯的数目对于成孔深度的影响。分析结果表明在忽略温度变化和其它阻力的理想条件下，微细长直通孔的孔深只与预制体相邻孔芯的间距有关，相邻孔芯间距越大，孔深越大，孔深大小与孔芯的直径和孔芯的数目无关。最后，通过实测的孔深值与孔深模型得出的孔深值对比，验证了孔深模型的准确性，此孔深模型的绝对误差和相对误差分别为6.2mm和6.21％，精度非常高。
【关键词】：孔芯 预制体 微细长直通孔 大深径比 铸造法
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG24
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-19
• 1.1 微细长直通孔的研究背景8
• 1.2 微细长直通孔的国内外研究现状8-17
• 1.2.1 微细长直通孔机械加工方法的国内外研究现状8-10
• 1.2.2 微细长直通孔特种加工方法的国内外研究现状10-16
• 1.2.3 微细长直通孔铸造法的国内外研究现状16-17
• 1.3 课题存在的主要问题及主要研究内容17-19
• 第2章 实验材料、设备及制备方法19-27
• 2.1 实验材料19-22
• 2.1.1 预制体孔芯材料的选取原则19
• 2.1.2 碳纤维预制体的材料19-21
• 2.1.3 石墨钢针预制体的材料21-22
• 2.2 实验设备22-23
• 2.3 实验工艺23-27
• 2.3.1 实验流程23-24
• 2.3.2 微细长直通孔的制备工艺24-27
• 第3章 预制体的设计改进及两种预制体制备的微细长直通孔27-40
• 3.1 预制体设计的指导思想和原则27-28
• 3.2 预制体的初步设计28-30
• 3.3 预制体存在的问题30-32
• 3.3.1 碳纤维预制体存在的问题30-31
• 3.3.2 石墨钢针预制体存在的问题31-32
• 3.4 预制体的改进及微细长直通孔的制备32-36
• 3.4.1 碳纤维预制体的改进及微细长直通孔的制备32-34
• 3.4.2 石墨钢针预制体的改进及微细长直通孔的制备34-36
• 3.5 碳纤维预制体和石墨钢针预制体的对比36-40
• 第4章 微细孔的形状因子和粗糙度40-44
• 4.1 微细孔的形状因子40-41
• 4.2 微细孔的粗糙度41-44
• 第5章 孔深模型建立及孔深模型的精度44-49
• 5.1 表面张力44
• 5.2 润湿现象与弯曲液面的附加压强44-45
• 5.2.1 润湿与不润湿44
• 5.2.2 弯曲液面的附加压强44-45
• 5.3 孔深模型的建立45-47
• 5.4 实验验证孔深模型的正确性及孔深模型的精度47-49
• 5.4.1 实验验证孔深模型的正确性47-48
• 5.4.2 孔深模型的精度48-49
• 第6章 结论49-50
• 参考文献50-53
• 在学研究成果53-54
• 致谢54

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：728753