镍基高温合金电解加工研究.pdf

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1、硕士学位论文镍基高温合金电解加工研究（学术型）RESEARCHONELECTROCHEMICALTECHNOLOGYOFNICKEL-BASEDHIGHTEMPERATUREALLOY汪敏哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TG661学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文镍基高温合金电解加工研究（学术型）硕士研究生：汪敏导师：郭兵副教授申请学位：工学硕士学科：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG661U.D.C:621Disserta

2、tionfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONELECTROCHEMICALTECHNOLOGYOFNICKEL-BASEDHIGHTEMPERATUREALLOY（Academic）Candidate：WangMinSupervisor：AssociateProf.GuoBingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacturingandAutomationAffiliation：SchoolofMechatroni

3、csEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要镍基高温合金因在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力，目前广泛运用于航空航天领域，是现代航空发动机、航天器和火箭发动机的关键热端部件材料。但是采用传统的加工方法去除镍基高温合金不仅效率低而且成本高，而电解加工由于不是依靠机械能，采用电化学的能量来去除金属材料，具有无接触应力与材料的硬度无关的特点。因此，采用电解加工

4、是一种适合航空发动机的关键热端部件的加工方式。但是目前对于镍基高温合金的电解加工的加工参数对表面粗糙度、加工速率、加工间隙的影响规律研究较少，因此对镍基高温合金电解加工工艺的进一步研究具有重要意义。本文通过电解加工试验平台的搭建、电解加工的基本原理加工条件分析、单因素实验、正交试验与信噪比分析这几个方面对镍基高温合金GH4169的电解加工进行研究。对电解加工基本原理的分析，确认影响电解加工加工间隙和表面粗糙度的加工参数；通过数值计算，分析电解加工的电解液类型、阴极进给速度、电极端面形状等基本加工条件，为电解加工试验平台的搭建提供理论依据。搭建了电解加工试验平台，

5、包括机床的布局设计、进给装置和电源系统的选择、电解液循环系统的设计和加工控制与检测系统的设计。检测方式采用平均电压的阈值比较，通过检测阴阳两极间的电压值，确定此时的电解加工状态，从而控制电极的运动，减少火花及短路的发生。以加工速度、加工间隙、表面粗糙度为加工指标，研究了加工电压、加工电流密度、电解液压力和阴极进给速度四项加工参数对加工指标的影响规律；利用正交试验和信噪比的方法，对加工速度、加工间隙和表面粗糙度进行单目标优化，分别获取了加工间隙最优、加工速度最优以及表面粗糙度最优下的工艺条件。关键词：镍基高温合金；电解加工；工艺实验；参数优化-I-哈尔滨工业大学工

6、学硕士学位论文AbstractForhighstrength,goodresistancetooxidationandgascorrosionresistancein650~1000℃,nickel-basedsuperalloyiswidelyusedinaerospacefieldandthematerialofthekeyhotcomponentsofamodernaircraftengine,spacecraftandtherocketengine.Butthetraditionalmachiningmethodtoremovethenickel-bas

7、edsuperalloyhasnotonlylowefficiencyandhighcost.Forusingotherelectrochemicalenergyinsteadofmechanicalenergytoremovemetalmaterial,themachiningefficiencyofelectrochemicalmachininghasnothingtodowithmaterialhardnessandhasnocontactstress.Therefore,electrochemicalmachiningisasuitableprocess

8、ingmethod.Ho