电解抛光在压缩机叶片再制造加工中的应用

摘要

再制造是一种对废旧产品实施高技术修复和改造的产业，它通过激光熔覆、热喷涂、冷焊等先进的修复手段，对废旧机电产品进行升级改造。再制造获得的机电产品在性能上要优于新品，制造过程节能、节材，因此受到各国的广泛关注。再制造修复部位具有高硬度的特点，加工难度比较大，传统的机械加工难以满足精加工的要求。电解抛光加工工件不受材料硬度限制，不增加工件表面得残余应力，且加工精度比较高。因此研究电解抛光在再制造加工中的应用对再制造的发展具有重要作用。电解抛光遵循腐蚀电化学原理，通过对电解液、电流密度、温度、极间距离等参数的控制，达到抛光和加工的目的。目前对电解抛光的研究主要在两个方面，一个方面是研究复合工艺，即将超声、电磁、电脉冲等与电解抛光技术相结合。另一方面是研究新型的电解抛光液。
　　通过对比极化曲线与电解抛光参数之间的关系，找到了快速得到电解抛光工艺参数的方法。电解液配方以及电解抛光参数对电解抛光的效果有重要影响。本文采用线性扫描伏安法(LSV)和TAFEL方法测定FV520B镍基与铁基激光熔覆层、45钢镍基与铁基激光熔覆层、FV520B冷焊修复层的极化曲线，从电化学角度对铬酸、高氯酸、盐酸等对钝化膜的产生规律进行分析，得到最优的极化曲线。将最优极化曲线所得电解液配方与参数应用于电解抛光试验，所得抛光表面粗糙度值明显降低且表面光洁度提高。通过测量极化曲线，可以快速的得到电解抛光的工艺参数。
　　本文通过称重法对腐蚀速度进行测定，得到了电解抛光加工中电压与盐酸对腐蚀速度的影响。对于表面质量要求不高的工件，可以通过提高电压和盐酸浓度的方法提高加工速度。
　　本文通过COMSOL仿真试验，动电位扫描伏安法、称重法，分别从影响电解抛光的原理、工艺参数及加工速度三方面进行研究。从极化曲线稳定钝化区入手，找出快速确定电解抛光工艺的方法。通过称重法测量电解抛光的腐蚀速度，得到影响加工速度的因素。
　　通过COMSOL二维仿真试验，得到了电解抛光过程中电流密度及腐蚀速度的分布规律。即在凸起部位，电流密度较大，腐蚀速度较快。通过正交仿真实验，得到了电压、电导率、极间距离对电流密度、腐蚀速度影响的主次顺序，并且获得了最优组合。对压缩机叶片进行三维仿真试验，结果表明:由于叶片形状复杂，对叶片各部位的抛光效果不易控制，因此局部抛光效果要好于整体抛光。