TiB2/Cu电极电解电火花复合加工性能实验研究

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。

目录

TiB2/Cu电极电解电火花复合加工性能实验研究

EXPERIMENTAL STUDY ON PROCESSING PROPERTY OF TiB2/Cu ELECTRODE IN ELECTROCHEMICAL DISCHARGE MACHINING

摘 要

Abstract

目 录

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

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

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

2.2 复合材料TiB2/Cu的类型及制备

2.2.1铜基复合材料TiB2/Cu的类型

2.2.2复合材料TiB2/Cu的制备

2.3复合材料TiB2/Cu的性能测试

2.3.1复合材料TiB2/Cu的微观结构分析与比较

2.3.2复合材料TiB2/Cu的物理性能测试与分析

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

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

4.1 TiB2/Cu电极的工艺性能研究

4.1.1 电极进给速度对TiB2/Cu电极的影响

4.1.2 主轴转速对TiB2/Cu电极的影响

4.2 TiB2/Cu电极与黄铜电极工艺性能对比研究

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

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

4.3 TiB2/Cu电极与碳化钨电极工艺性能对比研究

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

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

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致谢