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旋转超声辅助管电极电解钻磨一体化加工技术研究

旋转超声辅助管电极电解钻磨一体化加工技术研究

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作者：疏桐山东大学

学位级别：硕士

Hastelloy X高温镍基合金是属于哈氏合金中的一类材料,国内的牌号为GH3536。其拥有着非常多优良的物理性能,这些特点使得哈氏合金HX被广泛的运用在一些高温航天部件的制造中。SLM激光选区融化技术是金属材料增材制造领域中非常重要的技... 详细信息

Hastelloy X高温镍基合金是属于哈氏合金中的一类材料,国内的牌号为GH3536。其拥有着非常多优良的物理性能,这些特点使得哈氏合金HX被广泛的运用在一些高温航天部件的制造中。SLM激光选区融化技术是金属材料增材制造领域中非常重要的技术之一,利用SLM技术打印制造出来的HastelloyX高温镍基合金可以达到形状复杂且性能优良的状态。本论文提出了一种新型的管电极内喷液旋转超声辅助电解超声钻磨一体化加工技术对SLM打印的哈氏合金HastelloyX进行加工与材料去除从而获得优良的形状与表面粗糙度,并优化了在SLM打印中存在的加工质量问题。主要的研究内容如下:(1)制备了哈氏合金打印件并进行了多种温度的热处理,并对热处理的件分别进行了 XOY面和XOZ面的性能测试;对材料进行了电化学性能测试,使用EDS从元素析出角度以及使用EBSD从微观晶粒变化对耐腐性变化进行了研究,综合优化了材料的耐腐蚀性,并降低了不同面的耐腐蚀差异。(2)进行了旋转超声辅助电解超声钻磨一体化加工技术试验台的搭建,并设计制造了实验中的磨粒管电极、旋转接头等关键部件;进行了旋转超声辅助电解超声钻磨一体化加工技术的加工机理的研究;建立了超声辅助电解加工的数学模型,得到了理论上影响加工效率和效果的因素。(3)通过有限元仿真软件对旋转超声辅助电解超声钻磨一体化加工技术过程进行了电场腐蚀模拟仿真以及超声流场变化的模拟仿真,研究了其在实验过程中的加工精度变化规律,并且对加工过程流场压力变化的影响因素以及变化规律进行了研究,为后续实验的设计以及准备提供了参考。(4)对前期各种参数进行了预实验,得到的结果直接用于旋转超声辅助电解超声钻磨一体化加工技术的参数实验中。通过正交实验研究了试验中电参数对实验结果的影响因素,并且研究了复合加工中电解加工与磨削加工的实际匹配问题,对旋转超声辅助电解超声钻磨一体化加工技术中超声振动的影响以及加工过程中受力的变化进行了实验。最后通过优化参数,在2mm厚工件上得到了直径尺寸1350±10μm,表面粗糙度达到了 0.649μm加工质量优良的小孔,提高了电解磨削复合加工的效率,保证了加工质量,并对5mm工件的加工做了探索。

关键词： SLM打印哈氏合金电化学性能超声辅助电解钻磨一体化小孔

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