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WC-Ni金属陶瓷激光辅助射流电化学加工去除机理
1
作者 郑亚风 王贺超 +5 位作者 黄天天 马勇博 田懿 王晔 吴国龙 姚建华 《表面技术》 北大核心 2025年第11期130-143,共14页
目的探讨激光辅助射流电化学加工(LAJECM)过程中激光对WC-Ni金属陶瓷材料组织钝化的影响,并阐明其材料去除机理。方法在中性电解液中开展LAJECM实验,并结合电化学测试、激光共聚焦显微镜、示波器、扫描电子显微镜(SEM)及X射线能谱(EDS)... 目的探讨激光辅助射流电化学加工(LAJECM)过程中激光对WC-Ni金属陶瓷材料组织钝化的影响,并阐明其材料去除机理。方法在中性电解液中开展LAJECM实验,并结合电化学测试、激光共聚焦显微镜、示波器、扫描电子显微镜(SEM)及X射线能谱(EDS)等分析方法。结果在激光辐照作用下,加工截面轮廓从“W”形转变成“U”形,提高了加工深度和定域性,材料去除率和加工电流增大,加工表面质量得到改善。激光加速了钝化层的脱落,促进了材料的均匀溶解。同时,在激光辐照下,表面钝化层组织的成分发生了变化,WO_(3)的比例降低,而WC的比例升高。结论在JECM过程中,同时发生了溶解和钝化,Ni相优先溶解,而WC易被氧化生成钝化层。在LAJECM过程中,激光诱导的冲击力效应导致阳极平衡电位发生阴极偏移,增大了加工电流密度;激光的热效应使得电解液的温度急剧升高,导致水分蒸发和盐浓度增加,从而加快了电化学反应速率;激光热-力耦合作用共同促进了物质的传递,使离子加速通过表面钝化层,并渗透至基体,进而削弱了钝化层与基体的结合力,加速了钝化层的脱落,促进了材料的均匀溶解。在激光脉冲间歇期,电化学反应重新主导加工过程,加速了钝化层的再生,加工区域呈现钝化层破坏与再生交替进行的动态平衡,实现了材料的持续高效去除。 展开更多
关键词 金属陶瓷 去材加工 激光辅助射流电化学加工 钝化层 去除机理
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喷射液束电解—激光复合加工可行性研究 被引量：5
2
作者 张华 徐家文 +1 位作者 王吉明 袁立新 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期975-979,共5页
针对激光加工存在再铸层的致命缺陷,提出了喷射液束电解—激光复合加工方法并对其进行了基础实验研究。在分析电解液中激光衰减特性的基础上,研制了专用实验装置并对不锈钢片进行了打孔实验。通过对该方法与空气中、喷射液束中激光打孔... 针对激光加工存在再铸层的致命缺陷,提出了喷射液束电解—激光复合加工方法并对其进行了基础实验研究。在分析电解液中激光衰减特性的基础上,研制了专用实验装置并对不锈钢片进行了打孔实验。通过对该方法与空气中、喷射液束中激光打孔加工效果的比较,论证了喷射液束电解—激光复合加工的可行性。 展开更多
关键词 激光加工 激光衰减 喷射液束电解 再铸层
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喷射液束电解辅助激光加工的理论模型和实验研究 被引量：4
3
作者 袁立新 徐家文 +1 位作者 赵建社 李昞晖 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期736-740,共5页
针对激光打孔表面具有再铸层、微裂纹等工艺缺陷,提出了喷射液束电解辅助激光加工复合加工工艺.在对喷射液束中激光加工和喷射液束电解加工进行机理分析的基础上,建立了复合加工模型,研制了专用试验装置后对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行打孔试... 针对激光打孔表面具有再铸层、微裂纹等工艺缺陷,提出了喷射液束电解辅助激光加工复合加工工艺.在对喷射液束中激光加工和喷射液束电解加工进行机理分析的基础上,建立了复合加工模型,研制了专用试验装置后对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行打孔试验,采用形貌仪和扫描电子显微镜对试验结果进行了分析.结果表明:喷射液束电解辅助激光加工的小孔形状与加工模型的结果相一致;复合加工中电解对激光打孔入口处的孔壁再铸层由0.031mm减小至0mm,孔底再铸层由0.019mm减小至0.017mm;电解作用能消除激光加工产生的微裂纹,提高激光加工的表面质量. 展开更多
关键词 激光打孔 加工模型 再铸层 喷射液束电解
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镍基高温合金喷射液束电解-激光复合加工试验研究 被引量：7
4
作者 张华 徐家文 王吉明 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期75-80,共6页
针对镍基高温合金材料激光打孔存在再铸层的缺陷,创新提出了喷射液束电解-激光复合加工方法。基于该加工原理的分析以及激光在电解液中的衰减特性研究,研制了试验系统,并对镍基高温合金GH3044薄片进行了打孔工艺试验。结果表明:应用液压... 针对镍基高温合金材料激光打孔存在再铸层的缺陷,创新提出了喷射液束电解-激光复合加工方法。基于该加工原理的分析以及激光在电解液中的衰减特性研究,研制了试验系统,并对镍基高温合金GH3044薄片进行了打孔工艺试验。结果表明:应用液压1.5MPa、浓度18%的NaNO3电解液的喷射液束电解-激光复合加工可去除再铸层90%以上。试验证实了喷射液束电解-激光复合加工工艺切实可行,有望在航空发动机叶片气膜孔加工中得到应用。 展开更多
关键词 激光加工 喷射液束电解 镍基高温合金 复合加工 再铸层
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喷射电解加工小孔的数值模拟与实验研究 被引量：5
5
作者 张华 徐家文 赵建社 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第21期2624-2627,共4页
喷射电解是一种有别于传统电解加工的无成形阴极、无进给量的加工方法。针对该方法,基于电场理论,建立了二维数学模型,并进行了数值模拟与实验验证,同时通过工艺对比实验研究了喷射孔径、加工电压和电流方式对加工质量的影响。研究结果... 喷射电解是一种有别于传统电解加工的无成形阴极、无进给量的加工方法。针对该方法,基于电场理论,建立了二维数学模型,并进行了数值模拟与实验验证,同时通过工艺对比实验研究了喷射孔径、加工电压和电流方式对加工质量的影响。研究结果表明:在进液压力和加工间隙一定的条件下,喷嘴孔径越小,喷射电解加工小孔质量越高;其加工电压应在120V以上;与直流电源相比,使用脉冲电源能有效减小孔的锥度、提高加工精度。 展开更多
关键词 电化学加工 喷射电解 数值模拟 加工质量
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镍基高温合金喷射液束电解—激光复合加工特性的试验研究 被引量：4
6
作者 袁立新 徐家文 赵建社 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期302-308,共7页
针对镍基高温合金材料激光打孔时存在的再铸层,采用喷射液束电解—激光复合加工对镍基高温合金GH3030进行打孔试验,研究复合加工去除再铸层的特性,以及复合加工参数对再铸层残余率和材料去除率的影响规律。试验结果表明:在复合加工过程... 针对镍基高温合金材料激光打孔时存在的再铸层,采用喷射液束电解—激光复合加工对镍基高温合金GH3030进行打孔试验,研究复合加工去除再铸层的特性,以及复合加工参数对再铸层残余率和材料去除率的影响规律。试验结果表明:在复合加工过程中,喷射液束的电解作用能有效在线去除激光加工产生的再铸层,提高激光加工的质量;得到了各加工参数对再铸层残余率和材料去除率的影响规律,建立了再铸层残余率和材料去除率二次回归方程,并采用验证试验说明了二次回归方程能很好地预测复合加工特性。基于二次回归方程,优化工艺参数,进行群孔和刻字的样品加工试验,试验结果证明了该方法可以满足工程应用的需要。 展开更多
关键词 再铸层 激光加工 喷射液束电解 复合加工 镍基高温合金
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喷射液束电解辅助激光加工工艺规律研究 被引量：4
7
作者 张华 徐家文 孙树叶 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第12期260-262,共3页
喷射液束电解辅助激光加工是一项新型复合加工方法,将电解加工与激光加工进行复合,在加工过程中,激光束与电解液束同轴共同作用于材料表面,激光对材料的热效应和喷射电解液束对材料的电化学阳极溶解作用共同去除材料,可实现无再铸层、... 喷射液束电解辅助激光加工是一项新型复合加工方法,将电解加工与激光加工进行复合,在加工过程中,激光束与电解液束同轴共同作用于材料表面,激光对材料的热效应和喷射电解液束对材料的电化学阳极溶解作用共同去除材料,可实现无再铸层、无微裂纹的加工效果。针对该方法,基于加工原理的分析,以加工孔锥度和材料去除率为加工质量指标,研究了激光脉冲能量、电解加工电压和加工间隙对加工质量的影响。研究结果表明,激光脉冲能量对材料去除率的影响占据主导作用;激光脉冲能量和电解加工电压的增加都会导致加工孔锥度的增大;缩短加工间隙可以提高材料去除率,但会增加加工孔入口的锥度。 展开更多
关键词 喷射液束电解 激光加工 加工质量 工艺规律
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激光打孔孔壁重铸层的电解去除工艺研究 被引量：6
8
作者 刘雪松 段文强 +2 位作者 王恪典 董霞 梅雪松 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期64-71,共8页
针对激光加工微小孔存在重铸层和微裂纹的问题,利用电解后处理进行去除。研制了激光-电解复合加工实验系统,并在GH4169镍基高温合金上进行了电解去除激光打孔孔壁重铸层的工艺研究,主要分析了电解电流、NaNO3溶液浓度和脉冲电解参数对... 针对激光加工微小孔存在重铸层和微裂纹的问题,利用电解后处理进行去除。研制了激光-电解复合加工实验系统,并在GH4169镍基高温合金上进行了电解去除激光打孔孔壁重铸层的工艺研究,主要分析了电解电流、NaNO3溶液浓度和脉冲电解参数对电解速率和重铸层去除效果的影响。实验结果表明:当电流密度大于13.8A/cm2时,电解速率与电流成正比例关系;恒流电解时,NaNO3溶液浓度对电解速率无影响,故可根据电流和电压确定其浓度;脉冲电解加工中低频宽脉冲、高频窄脉冲有利于电解速率的提高,且频率为1kHz,占空比为40%～60%的电解速率最大,这是由于脉冲电解加工中产生氢气压力波,对加工间隙的电解液起到了良好的搅拌作用,提高了电流效率,电解速率随之增大。通过合适的电解加工参数,实现了激光制孔孔壁重铸层的完全去除。 展开更多
关键词 激光打孔 重铸层 电解加工 工艺参数
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电液束加工的发展与应用 被引量：7
9
作者 唐岳 罗红平 +2 位作者 吴明 孙涛涛 尹潇靓 《电加工与模具》 2015年第A01期11-15,20,共6页
电液束加工是一种前景广泛的微细特种加工方法,其加工性能高,加工效果及稳定性好,且能对超硬材料进行加工。从电液束加工的原理、监测和应用方面进行了综述与讨论,分析并预测了电液束加工的发展趋势。
关键词 制造技术 电液束加工 电液束-激光电液束加工 发展与应用
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航空发动机涡轮叶片气膜孔加工工艺 被引量：16
10
作者 宋金榜 易海云 《工具技术》 2020年第12期82-82,83-86,共5页
气膜冷却结构是影响涡轮叶片承温能力的重要因素,为实现高质量涡轮叶片气膜孔的加工,系统总结了电液束打孔、电火花打孔和激光打孔三项传统气膜孔加工方法的特点、局限性和应用现状,并阐述了新的气膜孔加工技术,具体分析了飞秒激光打孔... 气膜冷却结构是影响涡轮叶片承温能力的重要因素,为实现高质量涡轮叶片气膜孔的加工,系统总结了电液束打孔、电火花打孔和激光打孔三项传统气膜孔加工方法的特点、局限性和应用现状,并阐述了新的气膜孔加工技术,具体分析了飞秒激光打孔、水导激光打孔和组合加工技术的原理、研究和应用现状。其中飞秒激光加工可以实现无热应力、无再铸层、无微裂纹高质量气膜孔的加工,且技术成熟度相对较高,在国内部分航空发动机型号上已得到成功应用,逐步成为国内以后气膜孔加工技术的发展方向。 展开更多
关键词 涡轮叶片 气膜孔 电液束打孔 电火花打孔 飞秒激光 水导激光
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