超声铣削对镁合金在模拟体液中腐蚀性能的影响

摘要

目的研究超声振动铣削加工参数对镁合金(AZ31B)腐蚀性能的影响规律,降低表面粗糙度,提高耐蚀性。方法基于响应曲面法(RSM)的中心复合试验(CCD),对镁合金进行超声铣削试验,并在模拟体液(PBS)中进行电化学腐蚀试验。试验建立了工艺参数(主轴转速n、进给量f、铣削深度a_(P)和振幅A)和响应目标(表面粗糙度Ra、表面硬度HB和腐蚀速率V_(W))之间的预测模型,之后对模型进行显著性分析,并探讨了4个因素与3个响应之间的变化规律,确定了最佳工艺参数组合。结果通过方差分析Ra、HB和V_(W)的回归模型,发现其对应的F值分别为11.45、9.20和9.58,均大于2.424,P值均小于0.0001,因此对于Ra、 HB和V_(W),影响最大的因素分别为I、a_(P)和n。超声铣削工艺参数对Ra的影响次序为I >a_(P) >n >f,对HB影响最大的因素为a_(P),对V_(W)影响最大的因素为n,通过分析超声铣削4因素与3响应之间的影响规律,得到不同参数下较为一致的表面粗糙度与腐蚀速率的变化曲线,且随振幅的增大,V_(W)值增大。通过验证试验,得到最佳工艺条件下Ra和HB的预测值与试验值的误差均小于5%,V_(W)的误差小于15%。结论 Ra、 HB和V_(W)的预测模型精度较高,可作为其相应的预测模型。超声铣削的4个工艺参数中,对Ra影响最大的因素为I,对HB影响最大的因素为a_(P),对V_(W)影响最大的因素为n。镁合金的腐蚀性能与表面粗糙度的变化规律密切相关,振幅增大导致表面粗糙度增大,加剧了已加工表面的腐蚀。Ra、HB和V_(W)的预测值与试验值的一致性较好。