TiB2/Cu电极电解电火花复合加工性能实验研究

论文摘要

电解电火花复合加工中工具电极的损耗是不可避免的,这直接影响了加工的精度。随着材料科学的发展,越来越多种类的元素被填加进传统电极材料,以提高工具电极的抗损耗特性。陶瓷颗粒增强铜基材料成为其中的一个研究方向。在颗粒增强铜基复合材料的研究中,由于TiB2陶瓷颗粒相对其它陶瓷增强相而言,具有熔点高,刚度、硬度高,耐磨性好,热膨胀系数低,导电导热良好等优点,因而强化效果好。由于TiB2陶瓷颗粒对铜基体的电导率和热导率影响较小,从而使复合材料具有良好的导电性及抗高温软化性能,其综合性能优于其它陶瓷增强铜基复合材料。在阅读大量文献之后,本论文将对高陶瓷颗粒含量TiB2/Cu材料电极在电解电火花加工中的加工性能和加工工艺进行实验研究。首先,根据高陶瓷颗粒含量的TiB2/Cu材料的特性,选择高温自蔓延法制备试验所需电极,并检测复合材料的物理性能和机械性能。其次,设计电解电化学复合加工实验,依据现有试验条件采用单因素法,研究在不同的电极进给速度、主轴转速下(主轴转速范围:500r/min~3500r/min,电极进给速度范围:20mm/min~140mm/min),TiB2/Cu复合材料的电极损耗特性和其对加工效率、工件表面质量的影响,分析其结果。然后,在相同的加工条件下,进行黄铜电极和碳化钨电极的工艺试验,比较TiB2/Cu复合材料与黄铜电极、碳化钨电极的电极损耗特性和对加工效率和工件表面质量的影响。最后,利用环境扫描电镜及能谱分析研究复合材料的腐蚀机理。在加工效率、电极相对损耗率、工件表面质量等方面,TiB2/Cu复合电极材料都表现出了稳定性。在相同的加工条件下,TiB2/Cu复合电极材料的加工效率稳定增长,其电极相对损耗率范围保持在小于2%的范围内,其工件表面的热影响层小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电解电火花复合加工技术的发展现状
• 1.3 电极材料的国内外发展现状
• 1.3.1 传统电极材料的性能与应用
• 1.3.2 电极材料的发展现状
• 2/Cu的研究现状'>1.3.3 复合材料TiB₂/Cu的研究现状
• 1.4 课题的提出和研究意义
• 1.5 课题的研究内容
• 2/Cu的性能测试'>第2章 复合材料TiB₂/Cu的性能测试
• 2.1 电极材料的性能要求
• 2/Cu的类型及制备'>2.2 复合材料TiB₂/Cu的类型及制备
• 2/Cu的类型'>2.2.1 铜基复合材料TiB₂/Cu的类型
• 2/Cu的制备'>2.2.2 复合材料TiB₂/Cu的制备
• 2/Cu的性能测试'>2.3 复合材料TiB₂/Cu的性能测试
• 2/Cu的微观结构分析与比较'>2.3.1 复合材料TiB₂/Cu的微观结构分析与比较
• 2/Cu的物理性能测试与分析'>2.3.2 复合材料TiB₂/Cu的物理性能测试与分析
• 2/Cu的机械性能测试与分析'>2.3.3 复合材料TiB₂/Cu的机械性能测试与分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 电解电火花复合加工的实验设计与分析
• 3.1 电解电火花复合加工机理及特点
• 3.2 机械电解电火花复合加工的原理及特点
• 3.3 实验方案设计与分析
• 3.3.1 实验条件
• 3.3.2 加工过程设计与分析
• 3.3.3 实验方案
• 3.4 本章小结
• 2/Cu作为电解电火花复合加工电极的性能研究'>第4章 复合材料TiB₂/Cu作为电解电火花复合加工电极的性能研究
• 2/Cu电极的工艺性能研究'>4.1 TiB₂/Cu电极的工艺性能研究
• 2/Cu电极的影响'>4.1.1 电极进给速度对TiB₂/Cu电极的影响
• 2/Cu电极的影响'>4.1.2 主轴转速对TiB₂/Cu电极的影响
• 2/Cu电极与黄铜电极工艺性能对比研究'>4.2 TiB₂/Cu电极与黄铜电极工艺性能对比研究
• 2/Cu电极与黄铜电极的工艺性能比较'>4.2.1 不同进给速度下TiB₂/Cu电极与黄铜电极的工艺性能比较
• 2/Cu电极与黄铜电极的工艺性能比较'>4.2.2 不同转速下TiB₂/Cu电极与黄铜电极的工艺性能比较
• 4.2.3 工件表面的比较
• 2/Cu电极与碳化钨电极工艺性能对比研究'>4.3 TiB₂/Cu电极与碳化钨电极工艺性能对比研究
• 2/Cu电极与碳化钨电极的工艺性能比较'>4.3.1 不同进给速度下TiB₂/Cu电极与碳化钨电极的工艺性能比较
• 4.3.2 工件表面的比较
• 2/Cu电极的电解电火花复合加工机理分析'>4.4 TiB₂/Cu电极的电解电火花复合加工机理分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢