鈦合金陰極液相等離子電解的溫度計算與測量.pdf

1、本文研究了陰極液相等離子電解過程中，Ti-6Al-4V鈦合金工件表面溫度的計算與測量。研究從直流和脈沖兩個方面建立計算模型并驗證。
　　直流條件下采用已有的工件-氣膜-電解液模型進行計算，并在原有模型基礎上修改了假設條件，考慮了電解液揮發(fā)消耗熱量對于工件表面溫度的影響。采用Excel對模型進行計算，并對計算模型進行驗證，實驗測量結(jié)果證明，修正后的直流模型計算數(shù)值與測量值能夠更好的擬合。直流條件下陰極工件表面溫度隨著電壓升高而增大;

2、在電壓不變的情況下，陰極表面溫度隨著放電時間的延長而降低。
　　脈沖條件下的溫度模型以一個脈沖周期為單位，討論斷電階段工件表面熱傳導的不同情況，建立了三種物理模型，分別考慮斷電階段工件與電解液之間存在蒸汽膜并發(fā)生熱交換、工件與電解液直接發(fā)生熱交換、工件不與外界發(fā)生熱交換三種情況，并根據(jù)邊界條件進行求解得到了脈沖條件下陰極工件工件表面的溫度計算模型。將計算值與實驗測量值相擬合，發(fā)現(xiàn)在斷電階段不考慮工件與外界的熱交換的情況下，計算模型

3、最符合測量結(jié)果。在脈沖電壓下，工件表面溫度隨著占空比的增大而上升;而脈沖電壓的頻率減小，陰極起弧所需的電壓增大，但是頻率對于陰極工件表面溫度的影響不大。
　　對直流和脈沖條件下不同溫度對工件表面滲層形貌與性能進行分析。在直流條件下，隨著表面溫度的升高，滲層的厚度增加，硬度同時也得到提高，Ti-6Al-4V表面溫度到達847℃時，處理20min能夠在表面得到約100μm厚的滲層，滲層中主要為鈦的氧化物和碳氮化物，滲層中最大硬度可以達