柔性電極鈦合金表面電火花強化試驗研究.pdf

1、鈦合金具有密度小,比強度大、比剛度高,有很好的抗腐蝕性能、高溫力學性能、抗疲勞和蠕變性能,及吸氫、超導、無磁、形狀記憶、低阻尼等優(yōu)良特性,但存在硬度低、導熱系數(shù)低,耐磨性差,易發(fā)生熱粘連,耐燃性差等缺點。為提高鈦合金表面性能,通過對傳統(tǒng)電火花表面強化的實驗研究,提出柔性電極鈦合金表面電火花強化的工藝方法。該方法具有傳統(tǒng)電火花表面強化優(yōu)點,并有效克服傳統(tǒng)電火花表面強化中存在的沉積效率低、不適合大面積強化、對表面質(zhì)量有破壞作用等缺點和不足。

2、良好的強化效果和表面質(zhì)量以及對型面的廣泛適應性預示著這種技術具有廣泛應用前景,為鈦合金表面強化提供一種新的工藝方法。
　　 本文主要工作如下:
　　 1)通過對電火花表面強化基本原理和存在問題的分析研究,結合試驗要求,建立了柔性電極鈦合金電火花表面強化試驗系統(tǒng)。
　　 2)利用柔性電極在空氣介質(zhì)中對鈦合金TC4表面進行電火花強化。分析了強化層的組織成分及機械性能,試驗中對強化層硬度、表面質(zhì)量、強化層厚度、強化層組

3、織成分進行了分析研究。該試驗驗證了采用柔性電極進行鈦合金表面電火花強化可以在保證鈦合金試件表面質(zhì)量的同時,獲得一定厚度的強化層,提高了鈦合金表面硬度。
　　 3)研究了柔性電極鈦合金表面電火花強化的放電特性,證明其放電是電弧放電,而且電極絲同試件表面接觸的時間遠小于脈沖寬度,在一個脈沖寬度內(nèi)會有多條電極絲與試件表面進行電弧放電,其放電狀態(tài)在電弧放電和短路狀態(tài)間跳轉(zhuǎn)。單脈沖能量被分散于多點放電,有利于維持強化表面質(zhì)量。
　　

4、 4)研究了對強化層表面質(zhì)量、強化層厚度及表面硬度的影響因素。表面硬度隨放電能量(平均電流和脈沖寬度)的提高而提高,表面粗糙度值隨放電能量的提高而增加,表面質(zhì)量下降。柔性電極對鈦合金試件表面有涂覆磨削作用,有利于提高強化表面的質(zhì)量。
　　 5)為兼顧強化層表面粗糙度值和表面硬度值,可以先采用滿足獲取高硬度和較厚強化層厚度要求的電參數(shù)和其它強化參數(shù)以獲取較高的硬度和比較厚的強化層,同時提高強化效率,然后采用小的電參數(shù)和其它強化參