硬質合金及不銹鋼零件的復合微細電解加工方法
成果概況
成果類別: | 應用技術 | 體現形式: | 新技術 | 課題來源: | 部門基金 |
起止時間: | 2010.02 至2012.12 | 研究形式: | 獨立研究 | 所處階段: | 成熟應用階段 |
成果屬性: | 原始性創新 |
成果簡介
1、課題來源與背景
該成果來源于遼寧省高校重點實驗室—特種加工與功能材料制備實驗室的自選課題。
2、研究目的與意義
(1)研究目的:基于電解加工原理,將雙極性高頻脈沖電解加工技術與射流技術有機結合,形成一種新的復合微細電解加工方法,應用于硬質合金零件切割加工、深微孔、窄槽、微流道微細加工,不銹鋼表面凹形文字圖案、標記、陣列式微群孔的快速加工,獲得更高的加工效率和加工精度。
(2)研究意義:開創一種物理、電化學復合微細加工新技術,彌補目前國內常用的電火花加工、激光加工、電子束、離子束加工、超聲波加工、超聲-電解復合加工等加工技術的不足,克服上述技術在硬質合金和不銹鋼零件微細加工過程中存在的諸如表面層質量及加工效率不高、工具局部損耗較大、設備投入費用高等缺點。
3、主要論點與論據
硬質合金和不銹鋼由于具有高硬度、耐腐蝕、耐磨損等特點,一直是國內外機械制造業用量較大的金屬合金材料。目前,國內外針對硬質合金和不銹鋼零件進行具有一定精度和表面粗糙度要求的微細加工時,可行的方法有電解加工、電火花加工、激光加工、電子束、離子束加工、超聲波加工、超聲-電解復合加工、電解-射流復合加工等方法。常規的電解加工工藝通常采用強腐蝕性溶液為電解液,設備及工藝比較簡單,但加工效率和加工精度相對不高,獲得的表面粗糙度(Ra=0.16~1.25μm)比超聲波加工法要差些,且存在一定的環境污染。電火花加工、激光加工主要是利用電熱效應和光熱效應來去除材料,加工硬質合金、不銹鋼材料時存在熱影響因素多、表面層質量及加工效率不高等缺點。電子束、離子束加工需在真空環境中進行,設備成本高。超聲波加工法主要適合于加工玻璃、陶瓷等非金屬脆性材料,加工硬質合金、不銹鋼材料時,可獲得較好的表面粗糙度(Ra=0.1~1μm),但存在加工效率低、工具局部損耗較大的缺點。超聲-電解復合加工采用中性無機鹽溶液為電解液,可獲得較高的加工效率和加工精度,但影響因素多,工藝難度較大,所需設備相對復雜;電解-射流復合加工工藝把電解加工技術與射流技術有機結合,可獲得較高的加工效率和加工精度及較低的表面粗糙度值,并大大改善了工作環境,是目前微細電解復合加工技術領域的研究熱點。
4、創見與創新
(1)利用高頻正向脈沖電流的脈間“喘歇作用”和“脈沖壓力波作用”,提高加工精度(達0.06mm),降低表面粗糙度值(達Ra0.3μm);
(2)利用負向脈沖電流產生的“微區域微堿化效應”,實現以中性、低成本、無腐蝕的復合電解液取代強腐蝕性電解液;
(3)利用電解液射流的沖刷與磨粒拋磨作用,即時去除加工表面的鈍化膜和其他電解產物,提高材料去除率;
(4)加工過程的實時監測與控制,電解液流場分析,工具噴嘴設計。
5、社會經濟效益
該成果與常用的激光、電火花、電解、超聲波等加工方法相比,具有加工速度快,設備投入小,成本相對較低、易操作和掌握等特點;獲得了較高的加工效率和加工精度及較低的表面粗糙度值,改善了工作環境。對豐富特種加工技術研究內容,拓展微細電化學復合加工技術應用范圍,有著重要的學術價值,可為其它高硬度、高韌性難加工材料的加工提供技術基礎。
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存在的問題;應進一步擴大應用企業的數量和規模,創造更多的經濟效益。
應用前景
主要應用行業: | 制造業 | 知識產權形式: | 專利 |
應用狀態: | 小批量或小范圍應用 | 擬轉化方式: |
單位概況
完成單位: | 大連大學 | ||
單位地址: | 遼寧省大連市經濟技術開發區學府大街10號 | ||
單位電話: | 0411-87403750 |
聯系方式
聯系人: | 陳輝遠 | 聯系人電話: | 0411-87402152 | 聯系人Email: | wmh005@163.com |
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