阻燃鈦合金Ti40型腔電解加工的流場設(shè)計及試驗研究.pdf

1、阻燃鈦合金Ti40(Ti-25V-15Cr-0.2Si)是新型鈦合金材料,具有密度小,強(qiáng)度高,阻燃性能好等特點,未來將應(yīng)用到航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣等關(guān)鍵部件上。Ti40機(jī)械加工困難,刀具磨損嚴(yán)重、加工效率低、成本高。電解加工具有不受材料力學(xué)性能限制,加工效率高,工具無損耗,工件無變形等優(yōu)點,成為難加工材料特殊結(jié)構(gòu)零件的主要加工方法。但在鈦合金電解加工時,鈦合金表面易鈍化,鈍化膜電導(dǎo)率低,其電解加工表面質(zhì)量較差,加工穩(wěn)定性不高。
　　本文針

2、對阻燃鈦合金Ti40型腔電解加工開展研究,重點研究了電解液成分、工藝參數(shù)、電解液流場對該材料型腔電解加工的影響。開展了型腔電解加工的流場設(shè)計,得到了優(yōu)化的流場結(jié)構(gòu)。設(shè)計了電解加工所需的工裝夾具和工具電極,開展了阻燃鈦合金Ti40的電解加工基礎(chǔ)工藝參數(shù)優(yōu)選試驗和Ti40型腔結(jié)構(gòu)電解加工試驗,通過正交試驗法得到最優(yōu)參數(shù),并加工出Ti40型腔實物,具體內(nèi)容如下:
　　(1)針對Ti40鈦合金開展了基礎(chǔ)性電解加工工藝參數(shù)研究,研究了不同電

3、解液及加工參數(shù)對加工質(zhì)量的影響,從而掌握溶解規(guī)律。設(shè)計了平面電解加工試驗裝置,包括工裝夾具和工具電極等,研究了Ti40與五種電解液的匹配特性,以加工效率和表面質(zhì)量為評價標(biāo)準(zhǔn),確定了最佳電解液成分,并對比分析直流與脈沖電流對Ti40電解加工的影響,結(jié)果表明脈沖電流有助于提高Ti40加工表面質(zhì)量;在優(yōu)選的電解液基礎(chǔ)上,研究了不同脈沖電流頻率、占空比和電解液濃度對Ti40電解加工質(zhì)量和效率的影響,最終獲得了較為理想的工藝參數(shù)。
　　(2

4、)針對型腔零件,開展了電解加工的電解液流場設(shè)計研究,對流動形式進(jìn)行了優(yōu)化,設(shè)計了四種工具電極出液口布局結(jié)構(gòu),對其流場分別進(jìn)行計算仿真,通過電解液流速和流場均勻性的對比分析,確定了一字槽布局形式為較優(yōu)的流場結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上,開展了不同工具電極出液布局的流場試驗研究,制造了一字槽和分叉槽工具電極,開展了電解加工試驗,結(jié)果表明,一字槽工具電極得到了較好的加工結(jié)果,其電解液流場較優(yōu),與計算仿真結(jié)果吻合。
　　(3)在上述研究基礎(chǔ)上,針對T