磁场对双相Ti-48Al-2Cr-2Nb合金电解加工表面微观形貌的影响

为揭示电解加工表面成形规律,建立电-磁-热-流多场耦合微观材料模型,从电流密度分布、粗糙度、微观形貌等几个方面,动态跟踪阳极微观表面成形过程,揭示Ti-48Al-2Cr-2Nb合金在不同磁场条件下,电解加工微观表面的动态演变规律及影响机制,并通过实验验证仿真结果。仿真结果表明:电解加工微观表面成形是一个表面膜生成与溶解的复杂竞争过程,在加工过程中,微观表面反复经历粗化与抛光阶段。无磁场作用时,表面粗糙度为0.121μm,多重分形谱的谱面积为0.0030;有磁场作用时,表面粗糙度为0.118μm,谱面积为0.0023。实验结果证实:无磁场时,表面粗糙度为1.16μm,多重分形谱的谱宽为0.87,谱面积为1.468;有磁场时,表面粗糙度为0.93μm,谱宽为0.84,谱面积为1.388。仿真结果与实验结果吻合,磁场降低了加工表面粗糙度,使表面微观形貌变简单、均匀,同时提高了加工稳定性。

双相Ti-48Al-2Cr-2Nb合金电解加工表面微观形貌演变研究

针对各向异性合金材料电解加工过程中,加工表面形貌难以控制的问题,利用位置函数建立双相Ti-48Al-2Cr-2Nb合金微观材料模型,进而建立电解加工仿真微观物理模型,分析加工表面微观形貌随宏观工艺参数演变的规律。研究结果表明:电解液流速在14.7~23.4 m/s、进给速度在1.7~2.3mm/min范围内,随着电解液流速和进给速度的增加,加工表面粗糙度R_y越低;当加工电压为21 V、进给速度为2.3 mm/min、电解液流速为23.4 m/s时,加工表面最光洁,R_y值达最小,为0.677μm。从微观形貌演变仿真可以看出,获得最光洁加工表面经历了先粗化后抛光的过程。

基于多场耦合模拟的电解加工温度场研究

针对电解加工过程中温度不均,很难用试验装置准确测量的问题,建立了电解加工多物理场模型.在COMSOL Multiphysics软件平台进行电解加工数值模拟,分析了不同电解液流速下的温度、电流密度变化规律.得出通过加快电解液流速可以使阳极温度、电流密度更加均匀.