电火花沉积

摘要： 利用电火花沉积技术在45钢表面制备了Ti_(13.8)Zr_(41.2)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)非晶合金涂层,通过中性盐雾试验对比了45钢基体、非晶合金涂层2种样品的耐腐蚀性能,并对其腐蚀增重和腐蚀形貌进行了测量与分析。结果表明:随着腐蚀时间的延长,2种样品的单位面积腐蚀增重均增大,经96 h中性盐雾腐蚀后,45钢基体样品平均单位面积腐蚀增重比非晶合金涂层样品增加了0.00504 g/cm^(2)。相较于45钢基体样品,非晶合金涂层样品在盐雾试验前10 h表现出良好的耐腐蚀性能,分析认为非晶合金涂层Ti_(13.8)Zr_(41.2)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)中易钝化金属Zr形成致密氧化锆层和非晶合金涂层对45钢基体起到了有效的防护作用。经96 h中性盐雾腐蚀后,非晶合金涂层样品最终被腐蚀,分析认为非晶合金涂层中存在的未搭接区和纵向贯穿裂纹等缺陷是造成其最终发生腐蚀的主要原因。

摘要： 钛合金由于表面硬度低及耐磨性差而发展受限,利用电火花沉积技术对其表面进行改性处理可提升钛合金材料工作性能。以NiCr–3为电极在钛合金表面制备了强化涂层,分析了工艺参数对涂层表面粗糙度、表面形貌及厚度的影响规律,分析了不同工艺条件下涂层的微观组织结构变化规律。结果表明,随着比沉积时间的增加,涂层厚度先增加后减小,最佳比沉积时间为4min/cm^(2);随着沉积频率的增加,表面裂纹数量有所减少;随着沉积电压、沉积频率以及比沉积时间的增加,涂层硬度不断增大,最后逐渐趋于稳定。所获涂层是由基体中Ti元素与NiCr–3电极发生反应生成的反应涂层,涂层的主要成分是Ni_(3)Ti、Ni_(2)Ti、Cr_(2)Ti和Cr_(1.93)Ti_(1.07)等相。

摘要： 采用电火花沉积工艺在3Cr;Mo钢表面制备Fe基和Fe/La_(2)O_(3)涂层,以考察La_(2)O_(3)对Fe基涂层组织及耐磨性能的影响。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究Fe基和Fe/La_(2)O_(3)涂层的显微组织、相结构、显微硬度及耐磨性能。结果表明:Fe基和Fe/La_(2)O_(3)涂层主要由γ-(Fe, Ni)固溶体和Cr_(7)C_(3)、CrB、Fe;C等硬质相组成,La_(2)O_(3)的加入使Fe基涂层中生成新物相CrC、LaNi_(4)Si。Fe/La_(2)O_(3)涂层的组织结构为莲藕状互联的网状组织,且靠近涂层表面区域组织更加细小;La_(2)O_(3)使Fe基涂层中的夹杂物、裂纹、孔洞等缺陷大大减少,组织更加均匀连续。Fe/La_(2)O_(3)涂层相比Fe基涂层平均硬度提高了50 HV;,耐磨性能提高了86%。Fe基和Fe/La_(2)O_(3)涂层的磨损机理以磨粒磨损为主。

摘要： 电火花沉积材料的过渡形式、过渡形态、结合过程等对沉积的效率、稳定性及沉积层质量有重要影响。为了探究电火花沉积的熔滴转移过程,建立了电火花沉积两极间熔滴过渡的仿真模型,模拟了电极表面熔融液滴变形及脱落的过渡过程,分析了过渡过程中熔滴的形态变化、压力分布及流动趋势。结果表明:熔融电极材料在重力、表面张力及等离子流力的作用下向基体过渡;表面张力加剧了熔滴颈部收缩,促进了熔滴脱落;下落过程中,熔滴形状向扁平的椭圆形转变。

摘要： 目的通过模拟钢基体表面电火花沉积钨涂层过程中的熔池区域温度场变化及其残余应力分布,以便更好地理解电火花沉积钨涂层的工艺过程,得到钨涂层成膜过程中的温度场分布和残余应力形成机制。方法采用电极低速旋转与上下点动相结合的电火花沉积工艺,由点到线、再到面的沉积顺序,在钢基体表面均匀制备抗烧蚀钨涂层。同时,采用ANSYS仿真软件对该工艺制备的钨涂层的温度场和残余应力进行模拟与仿真。结果采用高斯热源模型较好地模拟出了电火花沉积钨涂层过程中熔池区域的温度场分布,并在此基础上,将温度场分布数据作为应力分析的载荷,导入到力学分析模型中,实现了温度场与应力场的耦合计算,得到了钨涂层沉积过程中熔池区域的应力变化状态和凝固后的残余应力大小。结论随着电火花沉积功率的增大,熔池直径和深度均会增加,熔池峰值温度增高,电火花沉积钨涂层的残余应力增大。单排钨涂层沉积过程中,除第一个熔池外,其余熔池都会受到前一个熔池的影响,相对于单点钨涂层,残余应力明显减小。多排熔池群形成的钨涂层残余应力大小主要与沉积速率有关,沉积速率越快,钨涂层的残余应力越大。

摘要： 内植体表面抗菌改性是实现内植体实际应用的关键,银作为工具电极能够通过电火花沉积的方法在TC4内植体表面形成抗菌效果优异的涂层,这种方法具有速度快、成本低、操作简单等优势。为了探究加工特性与工艺参数对沉积物体积的影响,建立了银电极在TC4表面电火花沉积的单脉冲放电模型,通过ANSYS对温度场分布情况进行模拟,结果表明,在峰值电流0.52 A,电压60 V,脉宽40μs的条件下,银电极的熔池范围大于TC4工件,且两极熔池范围均随时间增加而增加。与仿真设定参数相同的电火花沉积实验证明,仿真结果与真实结果相差不大。通过计算与实验探讨了电压、脉宽以及银电极直径对银沉积物体积的影响,银电极直径在0.2~0.3 mm时对沉积物体积影响较大。电压、脉宽均与沉积体积正相关,其中电压为主要影响因素。仿真结果可以为相关工艺提供理论指导和加工结果预测。

摘要： 为了提高Ti(C,N)基金属陶瓷表面减摩润滑性能,延长零部件使用寿命,采用电火花沉积技术在其表面沉积制备Cu-MoS_(2)自润滑涂层,使用HSR-2M型高速往复摩擦磨损试验机对制备的自润滑涂层进行摩擦磨损实验,并对涂层表面形貌进行了研究,分析了MoS_(2)含量对自润滑涂层摩擦磨损性能的影响规律。当涂层厚度约为45.7μm、表面粗糙度约为1.19μm时,涂层表面较为均匀、致密,且在摩擦试验时表现出良好的减摩润滑作用。MoS_(2)含量增加时会提高涂层的润滑性能,但含量过高会导致涂层发生局部脱落;Cu-MoS_(2)自润滑涂层的减摩润滑性能与涂层中MoS_(2)含量有关,主要是因为涂层中MoS_(2)含量会影响涂层表面强度以及涂层与基体的结合效果。

摘要： 利用旋转电极电火花沉积装置,在Q235钢表面逐层沉积1至6层铜合金涂层,计算分析了每层沉积厚度、过渡形态、表面和截面形貌,探讨了电火花沉积电极材料的过渡机制、形态和规律.结果表明:工件和电极的质量变化曲线相似,随着沉积层数的增加,质量变化量减少直至趋于稳定;沉积层以熔融物质团(液态、半固态)的形态过渡沉积生成,电极与工件材料在沉积层与基体界面处互相渗透,生成厚约20～30μm的过渡层;工件材料对沉积层的稀释作用主要发生在过渡物质团结合处,对其内部影响极小,且随着沉积层数的增加而减小,沉积层由多层电极材料覆盖叠压构成;随着沉积层数的增大,放电能量利用率降低,单次沉积厚度降低,电极对沉积表面的磨削涂覆作用增大,电极材料沉积率有所下降.

摘要： 电火花沉积可制备硬度高、耐磨性和耐腐蚀性优异的强化涂层,能显著提高机械零部件的性能和使用寿命,传统电火花沉积主要依靠人工操作.基于Labview开发平台设计了一套电火花自动沉积监控系统,其硬件主要由PC机、Arduino控制卡、步进电机等组成,该系统具有运动控制、运动反馈、数据采集、沉积轨迹设置和显示等功能,并在沉积路径规划中加入了Bresenham算法,实现了电火花沉积过程的自动控制.

摘要： 为了研究接触力对电火花沉积过程的影响,设计了一种电火花沉积接触力自动控制装置,进行了不同接触力下的自动沉积试验,分析了不同接触力下的沉积效率、质量转移效率、沉积层表面形貌和各种放电波形的数量等.结果表明,接触力为1.0 N时,取得了较大的沉积效率和质量转移效率,沉积层的表面质量也较好.设计的电火花沉积接触力自动控制装置能够恒定保持电极与工件之间的接触力,实现电极的自动进给.接触力的变化改变了电极与工件的接触状态,随着接触力的增大,自动沉积过程产生的火花和飞溅减少,短路放电数量增加而接触放电数量减少,从而影响自动沉积效率和沉积层的质量.在一定试验条件下,选择合适的接触力,可提高沉积效率和质量转移效率,获得较好的沉积层质量.

摘要： 采用电火花沉积技术,在ZL101A铝合金表面制备Zr55Al10Ni5Cu30非晶沉积层.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和共聚焦显微镜等分析研究了沉积层的相组成、表面形貌、组织结构和微区成分.研究结果表明,沉积层表面呈银灰色橘皮状,表面较致密、均匀,为典型的"火山坑"和"溅射状"花样形貌.沉积层主要由非晶、ZrO2、Cu8Zr3和ZL101基体Al(Si)相等组成.非晶以团块状或条状分布在晶体相之间.沉积层厚度约为40μm,与基材呈良好的冶金结合.

摘要： 利用DZ-4000(Ⅲ)型电火花沉积/堆焊机,以纳米WC为电极材料,用氩气作为保护气,在NAK80模具钢表面制备了纳米WC沉积层.利用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪和显微硬度计等对沉积层的微结构、元素分布和显微硬度进行了分析.结果表明,利用电火花沉积工艺可获得纳米结构组织涂层,且与基体呈冶金结合.沉积层平均厚度约45μm.沉积层主要由W2C、FeCr相组成,同时含有少量的Co3Fe7相.沉积层截面硬度呈梯度变化,随着距离表面的距离增大而减小,沉积层最大硬度是基体硬度的3.5倍.

摘要： 采用电火花沉积技术,在ZL101A铝合金表面制备Zr55Al10Ni5Cu30非晶沉积层.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和共聚焦显微镜等分析研究了沉积层的相组成、表面形貌、组织结构和微区成分.研究结果表明,沉积层表面呈银灰色橘皮状,表面较致密、均匀,为典型的"火山坑"和"溅射状"花样形貌.沉积层主要由非晶、ZrO2、Cu8Zr3和ZL101基体Al(Si)相等组成.非晶以团块状或条状分布在晶体相之间.沉积层厚度约为40μm,与基体呈良好的冶金结合.

摘要： 利用DZ-4000(Ⅲ)型电火花沉积/堆焊机,以纳米WC为电极材料,用氩气作为保护气,在NAK80模具钢表面制备了纳米WC沉积层.利用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪和显微硬度计等对沉积层的微结构、元素分布和显微硬度进行了分析.结果表明,利用电火花沉积工艺可获得纳米结构组织涂层,且与基体呈冶金结合.沉积层平均厚度约45μm.沉积层主要由W2C、FeCr相组成,同时含有少量的Co3Fe7相.沉积层截面硬度呈梯度变化,随着距离表面的距离增大而减小,沉积层最大硬度是基体硬度的3.5倍.

摘要： 在基体TA2表面电火花沉积制备WC、CoCr/WC涂层以改变其表面性能.分别用扫描电镜(SEM)、三维形貌轮廓仪、X射线衍射仪(XRD)等考察了涂层的微观结构、表面三维形貌及粗糙度、沉积层物相、残余应力、显微硬度分布以及涂层的相对耐磨性.结果表明:CoCr/WC复合涂层表面形貌、截面形貌、涂层厚度均优于WC涂层;WC涂层表面主要由W2C、TiC和W等相组成,CoCr/WC涂层表面主要由W2C、Co3W3C和W等相组成;经电火花沉积后表面存在残余拉应力或残余压应力;CoCr/WC复合涂层的表面粗糙度和显微硬度均优于WC涂层,基体表面的耐磨性显著提高,基体表面性能已经发生改变.

摘要： 本文首先介绍了电火花沉积技术的原理其次介绍了原位反应电火花沉积陶瓷涂层、电火花沉积复合涂层、电火花沉积非晶和纳米晶合金涂层、电火花沉积多功能生物涂层、电火花沉积自润滑涂层、电火花沉积热障涂层、激光加工与电火花沉积复合加工等技术的研究进展。

摘要： 针对电火花沉积技术存在沉积层厚度薄、沉积效率低下和易出现"阳极粘连"现象等瓶颈,创造性地提出了超声辅助电火花沉积与超声抛光一体化工艺,并研制了一套一体化装备,用自制装备进行了一系列的修复沉积、表面强化实验,同时对强化层的性能展开了相应研究.采用超声辅助电火花沉积工艺成功地在常用模具钢H13、718表面制得了沉积修复层,并总结出其一般性的沉积规律.

摘要： 氮气下，以TC4钛合金为电极，在45钢表面电火花沉积原位反应生成氮化钛涂层.分别研究了电压、电容、频率和转速对沉积层厚度和形貌的影响规律.结果表明，综合考虑沉积层厚度和表面形貌，则放电能量不宜过大，工艺参数宜采用较低电压和较高电容，且较高的频率和转速利于改善沉积层质量。还与氩气下的钛合金沉积层组织性能进行对比，氮气下沉积层含(200)择优取向的立方氮化钛，氩气下主要是(101)择优取向的α-Ti.氮气下沉积层弹性模量与氩气下沉积层及基体的相差不大，但抗变形能力较好，硬度却高达15.18 GPa，可以有效地改善钛合金沉积层的性能.

摘要： 本文以WC合金为电极，采用电火花沉积技术在35CrMo钢表面沉积WC合金强化涂层。本文分别显微硬度计、扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)、X-射线衍射(XRD)等考察了涂层的显微硬度、微观结构、及化学成分分布及相组成。结果表明：涂层的表面显微硬度约为基体的2.5倍；涂层与基体的主要元素发生了相互扩散，所获涂层是由基体与WC合金电极发生反应的冶金结合层，涂层的主要相组成为：Fe7C3、Fe3W3C、Fe7C3、Fe7W6、Fe3W3C和Fe7W6。

摘要： 本文开发了超声冲击复合电火花处理工艺,以在Ti-6Al-4V基体上制备涂层.研究了涂层的微结构、相组成、残余应力、显微硬度及耐磨性能.发现了新的相(具有纳米级晶粒和非晶).同时,涂层及其下方存在残余压缩应力.由于上述因素的作用,经超声冲击复合电火花处理试件的磨损量较基材下降了4个数量级.

摘要： 本发明提供一种电火花多通道沉积表面强化及其制备复合涂层的仿真计算方法，包括如下步骤：步骤一、建立三维几何模型；步骤二、材料属性设置；步骤三、几何模型的网格划分；步骤四、放电通道热源加载；步骤五、沉积斑产生及其复合涂层的制备；步骤六、温度场求解计算及其结果后处理；步骤七、结构计算分析；步骤八、应力应变求解计算及其结果后处理。本发明能够根据不同材料的沉积电极、基体以及不同的脉冲放电能量等工况建立三维仿真模型，对其瞬态温度场、热流密度、瞬态应力场、热变形、沉积斑产生以及复合涂层制备过程进行模拟分析计算，可得到更加准确的瞬态加工结果。

摘要： 本发明涉及电火花沉积堆焊接触力转位移的自动控制装置及控制方法，其中自动控制装置主要由进给机构、浮动弹性机构、夹枪机构、焊枪及电控系统等组成，将电极和工件之间的接触力转化为浮动滑台的位移，采用非接触位移传感器进行检测，实现了拉压力测量到位移测量的转变，既提高机械系统的强度，又能实现微小接触力的测量；根据浮动滑台的位移确定电极与工件之间的接触力，并利用控制器和进给机构控制电极沿其轴线进行运动，实现接触力的闭环控制，浮动弹性机构的弹簧阻尼可减小电极与工件之间的振动，显著提高了沉积过程中电极与工件之间接触力自动控制的稳定性和可靠性。

摘要： 本发明涉及电火花沉积技术领域，提供一种电磁搅拌电火花沉积修复装置及沉积修复方法，所述装置包括：电火花沉积模块、X轴移动机构、Y轴移动机构、电磁搅拌机构、垂直立架、工作台和机床底座；所述电火花沉积模块，包括：电火花沉积机头架、Z轴移动机构、沉积进给固定板、沉积电极固定夹和电火花沉积机头；所述电火花沉积机头架通过Z轴移动机构安装沉积进给固定板；所述沉积进给固定板上通过沉积电极固定夹安装电火花沉积机头；电磁搅拌机构，包括：电磁旋转机械模块、电磁供电模块、电磁发生模块和悬挂支撑架；悬挂支撑架设置于电火花沉积机头架上。本发明能够提高沉积修复处涂层的材料强度，加强修复处耐磨性、抗冲击性以及抗腐蚀性。

摘要： 本发明涉及缺陷修复技术领域，提供一种缺陷智能识别的电火花沉积修复装置及沉积修复方法，所述装置包括：工作台系统、检测系统以及沉积修复系统；所述检测系统，包括：检测系统Y轴移动单元以及激光扫描检测器；所述检测系统Y轴移动单元上安装有激光扫描检测器；所述沉积修复系统，包括：沉积修复系统Y轴移动单元、沉积修复系统Z轴移动单元、进给板、沉积电极固定器和沉积电极；所述沉积修复系统Y轴移动单元上设置沉积修复系统Z轴移动单元；所述沉积修复系统Z轴移动单元上可升降的安装进给板；所述进给板通过沉积电极固定器安装沉积电极。本发明能够实现对缺陷工件的自动识别检测和对缺陷工件的沉积修复。

摘要： 本发明涉及钢构件表面抗磨损涂层的制备领域，具体为一种包含氧化钽的自润滑涂层的电火花沉积制备方法。基体材料采用钢，电火花沉积用电极为纯钽电极，采用电火花沉积技术，在钢基体表面沉积包含氧化钽的自润滑涂层。该自润滑涂层与钢基体为结合力强的冶金结合，氧化钽增强自润滑涂层的硬度，使自润滑涂层具有更好的减摩耐磨效果，能够解决在摩擦磨损环境下钢构件表面的磨损问题。

摘要： 本发明涉及钢构件表面高速磨损工况下抗磨损涂层的制备领域，具体为一种包含氧化铝的钨合金涂层的电火花沉积制备方法。基体材料采用钢，电火花沉积用电极为钨粉、镍粉、铁粉、钴粉和氧化铝粉经压制烧结而成的钨合金电极，采用电火花沉积技术，在钢基体表面沉积包含氧化铝的钨合金涂层。钨合金电极中氧化铝的质量分数为0.5～0.8％，镍的质量分数为5.25％，铁的质量分数为1.75％，钴的质量分数为0.3％，其余为钨。该钨合金涂层与钢基体为结合力强的冶金结合，均匀弥散分布的纳米级氧化铝颗粒能够增强钨合金涂层的硬度，使钨合金涂层具有更好的减摩耐磨效果，能够解决在高速摩擦磨损环境下钢构件表面的磨损问题。

摘要： 本发明公开了一种电火花多通道沉积制备复合涂层的结构及方法，属于电火花沉积技术领域，包括脉冲电源和并联在脉冲电源上的多个放电电路，放电电路包括串联在一起的二极管和电容，二极管的正极与脉冲电源的正极相连接，电容的一端与二极管的负极相连接，电容的另一端与脉冲电源的负极相连接，且待加工基体与脉冲电源的负极相连接；本发明通过一次脉冲放电期间产生多个放电通道进行材料的过渡沉积，并设置有相应的电路元件和保护元件，保证每个沉积电极的涂层制备质量，实现了零件表面多层膜或复合涂层的多点同步沉积制备，使零件表面涂层的粗糙度低、质量高。

摘要： 本发明公开了一种电极损耗自动补偿的超声电火花沉积设备，包括X轴移动装置、Y轴移动装置、Z轴移动装置和超声辅助沉积装置，X轴移动装置安装在底座框架上，Y轴移动装置与X轴移动装置垂直交叉连接，Z轴移动装置与Y轴移动装置垂直交叉连接，电火花沉积焊枪安装于Z轴移动装置上，Z轴移动装置带动电火花沉积焊枪的上下位移，X轴移动装置和Y轴移动装置分别带动电火花沉积焊枪前后左右位移，超声辅助沉积装置位于电火花沉积焊枪的下方，超声辅助沉积装置用于固定工件以及对工件施加振动。本发明通过多方向的调节，将气缸的往复运动和滑块的推力转化为电极的持续下压力，在电极不断损耗情况下，保证电极与工件之间的放电间隙处于稳定值。

摘要： 本申请涉及金属材料修补工艺领域，具体公开了一种电火花沉积‑冷压焊复合修补方法，包括以下步骤：S1:采用电火花沉积工艺在有色金属合金基材的缺陷处表面沉积一层金属，得到沉积金属层；S2:采用振动棒垂直于作用于沉积金属层表面并对其施加压力，使沉积金属层被压缩，对与其接触的局部沉积金属产生压力实施冷压焊，移动振动棒，对全部沉积金属层实施冷压焊；S3:重复步骤S1和步骤S2，直到将整个缺陷处被填满并高出周围基材1.0～2.0mm，补焊完毕。提高了修补金属的致密性、以及修补金属与金属基体之间的结合强度。

摘要： 本发明涉及一种基于放电参数的电火花沉积接触伺服控制装置，该装置由电极自动进给装置、电火花沉积电源和控制系统等组成，通过控制系统对电火花沉积过程中的放电脉冲电流和脉冲电压进行实时采样，通过计算获得实际的放电参数，将实际放电参数与设定的放电参数值进行比较，根据其差值和放电参数与接触力的变化规律产生相应的输出控制信号，实时控制电极的进给运动和接触力，不但可以实现电火花沉积过程中电极与工件的自动接触，还可以实现放电参数的实时闭环控制；本发明对电极与工件接触状态的控制精度高，响应速度快，控制方式比较灵活，适应性强，可确保沉积层的质量。