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电极材料对直流短电弧铣削Ti2AlNb加工性能影响的实验研究

尹先和 周建平 许燕

尹先和, 周建平, 许燕. 电极材料对直流短电弧铣削Ti2AlNb加工性能影响的实验研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (9): 39-43. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.09.005
引用本文: 尹先和, 周建平, 许燕. 电极材料对直流短电弧铣削Ti2AlNb加工性能影响的实验研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (9): 39-43. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.09.005
YIN Xianhe, ZHOU Jianping, XU Yan. Experimental study on the effect of electrode materials on the machinability of DC short arc milling Ti2AlNb[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (9): 39-43. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.09.005
Citation: YIN Xianhe, ZHOU Jianping, XU Yan. Experimental study on the effect of electrode materials on the machinability of DC short arc milling Ti2AlNb[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (9): 39-43. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.09.005

电极材料对直流短电弧铣削Ti2AlNb加工性能影响的实验研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.09.005
基金项目: 国家自然科学基金项目“航空薄壁零件低压微弧铣削加工放电通道演化规律与变形抑制方法研究”(52265061);自治区天山英才计划-科技创新领军人才项目(2022TSYCLJ0044)
详细信息
    作者简介:

    尹先和,男,1997年生,硕士研究生,研究方向为短电弧特种加工技术。E-mail:948095956@qq.com

    通讯作者:

    周建平,男,1974 年生,教授,研究方向为短电弧特种加工技术。E-mail:linkzhou@163.com

  • 中图分类号: TG661

Experimental study on the effect of electrode materials on the machinability of DC short arc milling Ti2AlNb

  • 摘要: Ti2AlNb作为一种新型航空发动机关键材料,由于其高强度、刚度和蠕变抗力,使得它成为一种难加工材料。短电弧铣削(SEAM)是一种新型高效的放电加工方法,具有不受材料的硬度、强度和韧性制约等优点,已经成为难加工材料一种重要加工方法。文章以Ti2AlNb实验对象,采用钨铜和304不锈钢作为电极材料,使用直流电源研究了不同电压下SEAM的加工机理,分析了工件材料去除率(MRR)、表面粗糙度(Sa)、相对工具电极磨损率(RTWR)。此外,还对加工后Ti2AlNb的表面形态、元素分布和显微硬度进行了研究。实验结果表明,24 V电压下,钨铜电极与304不锈钢电极相比,MRR最高,为1 981 mm3/min;RTWR最低,相对电极损耗仅为0.82%。工件截面轮廓宽度尺寸绝对差异最小以及工件再铸层硬度接近母材硬度,有利于进一步加工。

     

  • 图  1  短电弧加工原理图

    图  2  现场加工和放电通道原理图

    图  3  电压与MRR关系

    图  4  电压与RTWR关系

    图  5  不同电极加工工件的三维表面形貌

    图  6  不同电极加工工件的微观形貌

    图  7  不同电极加工工件能谱图

    图  8  不同电极加工工件截面尺寸

    图  9  工件截面显微硬度

    表  1  Ti2AlNb工件物理性质

    弹性模量/
    GPa
    硬度/
    HV
    熔点/
    拉伸强度/
    MPa
    屈服强度/
    MPa
    密度/
    (g/cm3
    120353.71 1001 0501 0005.4
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    表  2  电极物理性质

    热物理常数钨铜304不锈钢
    熔点/°C3 4201 400
    沸点/°C5 6604 912
    导热性能/(W/(m·K))24521.5
    电阻率/(μΩ·m)0.06730
    密度/(g/cm313.87.93
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    表  3  短电弧铣削Ti2AlNb实验参数

    参数名称参数值
    极性
    电压/V16、20、24
    电源直流
    液体压力/MPa1
    铣削深度/mm2
    进给速度/(mm/min)50
    电极材料钨铜、304不锈钢
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  • [1] 霍俊美,何博. Ti2AlNb基合金及其增材制造技术研究进展[J]. 中国材料进展,2022,41(8):645-652.
    [2] 熊聪,王建,郑海忠,等. Ti2AlNb基合金制备方法研究进展[J]. 特种铸造及有色合金,2020,40(10):1072-1076.
    [3] Zhu G,Zhang Q H,Wang H J,et al. Machining behaviors of short electrical arc milling with high frequency and high voltage pulses[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2017,90(1-4):1067-1074. doi: 10.1007/s00170-016-9399-1
    [4] Zhou Z J,Liu K,Xu Y,et al. Experimental study on high efficiency DC short electric arc milling of titanium alloy Ti6Al4V[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2021,117(9-10):2775-2789. doi: 10.1007/s00170-021-07864-z
    [5] Zhou J P,Liang C H,Xu Y,et al. The NC Power Supply Design of Large Current and Wide Frequency Pulse in Short Electric Arc Machining[J]. Applied Mechanics and Materials,2013,2218(278-280):1051-1055.
    [6] 李雪芝,周建平,王恪典,等. W-Cu电极材料的短电弧铣削加工性能试验研究[J]. 机床与液压,2020,48(8):1-6. doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.08.001
    [7] 毛俊豪,周建平,许燕,等. 电极材料对GH4169短电弧铣削加工性能影响的实验研究[J]. 制造技术与机床,2019(1):114-118.
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-02-21
  • 录用日期:  2023-07-13

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