脱合金法在TC4钛合金磁粒研磨光整加工中的应用

作     者：张祥 马小刚 张亮 杨诗瑞 解志文 ZHANG Xiang;MA Xiaogang;ZHANG Liang;YANG Shirui;XIE Zhiwen

作者机构：辽宁科技大学机械工程与自动化学院鞍山114051 北京动力机械研究所北京100074 

出 版 物：《中国表面工程》 (China Surface Engineering)

年 卷 期：2023年第36卷第2期

页      面：189-199页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(51775258) 辽宁省自然科学基金重点(20170540458) 精密与特种加工教育部重点实验室基金(B201703)资助项目。 

主　　题：TC4钛合金 电化学脱合金 纳米多孔结构 维氏硬度 磁粒研磨 定量去除 

摘      要：为解决TC4钛合金表面材料的定量去除问题,提高TC4钛合金磁粒研磨光整加工的效率,采用电化学脱合金法对不同浓度的Na OH溶液进行分析,得出最佳电解液浓度为1.5 mol/L;利用动电位和恒电位极化确定脱合金临界电压为2.1 V。在1.5 mol/L NaOH溶液中,2.1 V电压下进行脱合金试验,TC4钛合金表面获得连续均匀的纳米多孔结构。脱合金3、6、9 h后,工件表面纳米多孔层的维氏硬度分别降低29.4%、39.5%、46.7%。摩擦磨损试验中,磨球穿透纳米多孔层的时间分别为11、21、35 min,纳米多孔层厚度分别达到2.2、3.8和6.2μm。对TC4钛合金和脱合金工件进行磁粒研磨光整加工,研磨加工165 min后,TC4钛合金表面6.2μm厚度的磨痕得到有效去除;研磨加工45 min后,脱合金工件表面6.2μm厚度的纳米多孔层被有效去除,研磨效率提升72.7%。使用脱合金-磁粒研磨复合加工的方法,实现了TC4钛合金表面材料的定量去除,而且降低了表面材料的维氏硬度,提高了磁粒研磨的加工效率。