超聲輔助電鑄Cu-TiB2電火花復(fù)合電極的研究.pdf

1、電鑄是利用電場(chǎng)作用使電解質(zhì)溶液中主鹽的金屬離子還原沉積成型的方法。用電鑄方法制備復(fù)雜三維曲面或精細(xì)花紋型面具有一定的優(yōu)勢(shì)，且重復(fù)精度高、復(fù)制性好。電火花成型加工是利用工具電極與工件之間火花放電形成的高溫、高壓將工件材料蝕除的方法，工具電極的損耗成為影響電火花加工性能的主要因素。用電鑄方法制備電火花加工用工具電極具有極高的成型精度，可通過(guò)調(diào)節(jié)電鑄工藝滿(mǎn)足不同的性能要求。本文用電鑄成型加工方法制備電火花成型加工用工具電極，分別針對(duì)電鑄效率及

2、電火花工具電極損耗兩大問(wèn)題采用超聲波輔助復(fù)合電鑄工藝方法，提高工具電極材料的性能及電鑄效率。同時(shí)，在電鑄溶液中加入陶瓷顆粒二硼化鈦（TiB2）制備顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料，提高工具電極的電加工性能。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　(1)電鑄加工工藝參數(shù)優(yōu)化，研究 TiB2顆粒對(duì)電鑄 Cu基體的影響。以電鑄層表面微觀(guān)組織形貌、硬度及耐腐蝕性等指標(biāo)通過(guò)正交試驗(yàn)的分析結(jié)果得出電鑄電流密度、溶液溫度、TiB2添加量和TiB2粒徑四個(gè)因素的最優(yōu)電

3、鑄組合工藝參數(shù)。對(duì)最優(yōu)工藝下電鑄單質(zhì) Cu和電鑄 Cu/TiB2兩種材料的性能進(jìn)行分析測(cè)試，研究顆粒增強(qiáng)相 TiB2對(duì)Cu基體的影響。結(jié)果表明 TiB2在Cu基體中分布均勻，無(wú)大量團(tuán)聚現(xiàn)象；TiB2顆粒的加入對(duì)Cu基體組織有顯著的細(xì)化效果，Cu/TiB2復(fù)合材料比電鑄單質(zhì) Cu表面細(xì)密，晶粒平均直徑小，而且比電鑄單質(zhì)Cu的硬度高，耐腐蝕性好。
　　(2)超聲輔助電鑄加工，研究超聲作用對(duì)電鑄材料性能的影響?；谒姆N超聲功率電鑄 Cu

4、/TiB2，得出超聲功率為100W時(shí)，電鑄Cu/TiB2復(fù)合材料的表面更平整，晶粒平均直徑最小，硬度高，耐腐蝕性最好；分別用電鑄單質(zhì) Cu、超聲電鑄單質(zhì)Cu、電鑄Cu/TiB2、超聲電鑄Cu/TiB2四種工藝制備電鑄材料，研究超聲對(duì)電鑄效率的影響。結(jié)果表明，超聲電鑄Cu/TiB2的電沉積速率最高，超聲電鑄Cu的電流效率最高。利用超聲輔助電鑄加工可通過(guò)超聲振動(dòng)傳遞到電鑄溶液中，加強(qiáng)其傳質(zhì)作用來(lái)改善電鑄沉積條件、減少電鑄缺陷。超聲輔助電鑄顆

5、粒增強(qiáng)型復(fù)合材料的晶粒細(xì)小均勻、電沉積速率及電流效率高的原因是超聲振動(dòng)作用于電鑄溶液中的顆粒，改善顆粒的分散性，加強(qiáng)顆粒的強(qiáng)化作用。
　　(3)復(fù)合工具電極的電火花加工，研究工具電極的電加工性能。分別用電鑄單質(zhì) Cu、超聲電鑄單質(zhì) Cu、電鑄 Cu/TiB2、超聲電鑄 Cu/TiB2、純銅棒五種工具電極加工脆硬材料釹鐵硼工件，以工件材料去除率、電極相對(duì)損耗率、工件表面粗糙度等指標(biāo)衡量工具電極的抗電蝕性能。結(jié)果表明，超聲輔助電鑄工藝