混粉电火花加工固液悬浮特性及工艺试验

为解决SiC/Al功能梯度材料在混粉电火花加工工作液中固体粉末颗粒分布不均匀的问题,建立了搅拌装置的三维模型及搅拌槽内固体粉末颗粒运动的数学模型,利用Fluent软件完成了对搅拌装置内部混粉工作液的流场及其固液悬浮特性的仿真分析,模拟了搅拌装置内部混粉工作液的流场、固体粉末颗粒及湍动能的分布情况,研究了搅拌槽的槽型、深径比、桨叶设计角度、桨叶安装高度以及固体粉末颗粒的体积分数对其影响规律,另外对混粉电火花加工设备中搅拌槽的结构及尺寸进行了优化。采用深径比为0.8、桨叶设计角为45°、桨叶安装高度为120 mm的球底搅拌槽,固体粉末颗粒的悬浮均匀性最终达到最优状态。Al粉末浓度为4 g·L^-1、脉宽为175μs、脉间为75μs时,进行了SiC/Al功能梯度材料常规与混粉电火花加工对比试验。结果表明:采用混粉电火花加工,与常规电火花加工相比,效率提高了16.34%,表面粗糙度降低了27.28%,为实际生产中高效、高质量地加工SiC/Al功能梯度材料提供了理论依据和实验依据。

三轴搅拌釜不同桨径比下固-液悬浮特性的数值模拟

利用FLUENT软件对不同桨径比下立式三轴搅拌釜内单相和固-液两相混合过程分别进行三维数值模拟,对流场分析可知增大桨径比能改善立式三轴搅拌釜内流场的结构。利用修正速度判据得出不同桨径比下搅拌釜的临界悬浮转速,并通过计算临界悬浮转速下的搅拌功率,初步得出立式三轴搅拌釜桨径比的最佳取值范围在0.1～0.125之间。