钛合金TC4电解加工表面质量的试验研究

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1、设计·研究《电加工与模具》2007年第1期钛合金TC4电解加工表面质量的试验研究张美丽,朱　荻,徐正扬(南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016)摘要:钛及其合金在航空和宇航工业中有重要的作用,但在电解加工过程中存在着特殊性。其特殊性体现在:加工表面易形成钝化膜使加工困难以及非加工表面易形成点蚀影响表面质量。对钛合金TC4进行了电解加工试验,对样件进行了分析、比较并研究了影响表面质量的工艺因素。结果表明:采用脉冲电源,选择浓度合适的NaCl电解液和恰当的电参数加工能获得较好的表面质量。关键词:电解

2、加工;钛合金TC4;表面质量中图分类号:TG662ResearchonSurfaceQualityofTitaniumAlloysTC4inElectrochemicalMachiningZhangMeili,ZhuDi,XuZhengyang(NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing210016,China)Abstract:Titaniumanditsalloysarebecomingincreasinglyimportantinthea

3、erospaceindustries,anditsspecialcharactersinelectrochemicalmachiningprocessarebecomingwidelynoticeable.Forex2ample,thepassivatingfilmtendstoformonthemachiningsurface,whichmakesthemachiningdiffi2culttoproceed,andsomecorrosivepittingsusuallyappearonthesurf

4、ace,leadingtothepoorsurfacequality.Inthispaper,theauthorconductedtheelectrolyticmachiningtestsandstudiedthetechnolog2icalfactorsthatinfluencethesurfacequality.Theresultsillustratedthatbyoptimizingproperconcen2trationofNaClelectrolyteandelectricparameters

5、couldobtainrelativelygoodsurfacequality.Keywords:electrochemicalmachining;titaniumalloysTC4;surfacequality　　钛具有重量轻、强度高及耐腐蚀等优点,因此钛键点在于如何获得好的表面质量。及其合金在航空和宇航工业得到了广泛应用。然本文从电解液及电参数角度研究钛合金TC4而,钛合金较难加工,其切削加工性能介于难切削的的电解加工。采用不同浓度的NaCl进行加工试耐高温镍基合金和易加工的铝合金之间,由于它在验,

6、并选择出较好的电解液;在此基础上研究、分析、航空产品中被愈来愈多的采用,其加工问题已引起比较了影响表面质量的电参数,确定了较好的加工了广泛的关注。随着电解加工技术的不断发展,在参数。对进一步研究钛合金TC4的电解加工提供某些应用场合,人们设想通过电解加工来解决钛合了一定的依据。金加工难的问题。1　试验装置钛合金电解加工的原理及工艺规律虽然和一般系统如图1所示。阳极为直径15mm的钛合合金的电解加工有共性之处,但也有其特殊性。例2金TC4,阴极为直径5mm(加工面积20mm)的不如,钛是自钝化金属,表面易

7、形成钝化膜使加工困锈钢。试验前阳极表面先用粒度1000目的金相砂难,表面易形成点蚀等。因此,钛合金电解加工的关纸打磨,然后用酒精清洗,最后用蒸馏水冲洗。试验收稿日期:2006-08-16中分别采用直流稳压电源和脉冲电源。第一作者简介:张美丽,女,1981年生,硕士研究生。钛合金的导热性差,加工过程中易升温,因此电—27—《电加工与模具》2007年第1期设计·研究[1]解液需要较高的流速。试验夹具由夹具板一、二当选择钝性电解液时,钛合金表面的自钝化膜进一组成,试验时电解液从夹具中高速流过,流动方向如步钝化

8、,形成化合价数更高的氧化物,保护性更强,图2箭头所示。很难电解加工。当选择活性电解液时,钛合金表面先出现点蚀,然后点蚀数量增加,面积扩大,直到点蚀重叠,自钝化膜全部被去除,正常电解加工开[3]始。本文采用活性较强、价格低廉、容易获得的NaCl作为主电解液,试验击穿钛合金表面的自钝化膜,并且采用相应的添加剂来减缓电解加工中出现的点蚀现象。在相同的加工条件下,设定电压为22V,加工间隙为0.2mm,加工时间为60s,分别采用不同浓度的NaCl进