一种钛合金磨削方法技术

技术编号：40492907 阅读：6 留言：0更新日期：2024-02-26 19:22

本发明专利技术公开了一种钛合金磨削方法，其包括如下步骤：S1、将导电性结合剂砂轮和钛合金工件分别接入等离子体电源的阴极和阳极，所述砂轮外周和所述钛合金工件的表面处于非接触状态，对两者形成的间隙供给电解液；所述砂轮沿轴向设置了超声振动以增加等离子体强度；所述钛合金工件相对砂轮移动；使得在工件的待加工表面上形成等离子体氧化层；S2、停止超声振动，采用砂轮磨削所述钛合金工件表面已形成的等离子体氧化层；所述电解液为硫酸盐溶液。本发明专利技术采用在特定的电解液体系下，超声辅助等离子体氧化改性生成的氧化层的厚度既厚又均匀；能够降低磨削力，提升磨削后的表面质量，减少砂轮磨粒脱落和磨屑粘附，进一步提升磨削效率。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及精密加工，尤其是涉及一种钛合金磨削方法。

技术介绍

1、钛合金因其密度小、比强度大、热稳定性高、耐腐蚀性强、抗疲劳性好等优异的综合物理化学与机械力学性能，在航空航天、国防军工、高速轨道交通、生物医学、汽车船舶等领域获得越来越广泛的应用。为满足高端领域的需求，作为精密加工工艺的磨削加工在钛合金关键精密零部件的加工制造过程中占据着重要的地位。然而，在传统磨削中，由于钛合金具有导热系数低、高温下强度高、钛元素活性高等性质，导致磨削过程中出现磨削温度高、磨削力大、加工效率低等问题，磨削后表面易出现烧伤、微裂纹等热损伤缺陷，以及砂轮磨削堵塞严重，加工成本高。这些严重阻碍了钛合金关键精密零部件的发展和应用。

2、为了填补钛合金关键精密零部件日益增长的需求与传统磨削工艺不成熟之间的鸿沟，一些学者在能量场辅助磨削钛合金方面做出了许多有益的探索和研究。swiecik等将电火花引入钛合金磨削中，利用高温放电将工件材料热软化以提升其可加工性，相比于传统磨削，在100v～200v电压和12a电流作用下，切向磨削力下降约40-50％，有效提升了钛合金的磨削加工效率。但磨削过程中电火花会在工件表面留下由熔融颗粒组成的重铸层，内含众多微裂纹，导致磨削后的表面质量很差，需要后处理才能满足最终使用要求。

3、鉴于钛合金导热系数低、弹性模量小、高温下钛元素活性高是造成其难加工的主要原因，因此，有必要开发一种新的钛合金磨削方法，一方面可以避免由于火花放电恶化表面质量的重铸层的问题，另一方面，进一步提升磨削效率和磨削后表面质量。</p>

技术实现思路

1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术第一方面提出一种钛合金磨削方法，一方面能可以避免火花放电恶化表面质量的重铸层的问题，另一方面，进一步提升磨削效率和磨削后表面质量。

2、根据本专利技术的第一方面实施例提供的钛合金磨削方法，包括如下步骤：

3、s1、将导电性结合剂砂轮和钛合金工件分别接入等离子体电源的阴极和阳极，所述砂轮外周和所述钛合金工件的表面处于非接触状态，对两者形成的间隙供给电解液；所述砂轮沿轴向设置了超声振动；所述钛合金工件相对砂轮移动；使得在工件的待加工表面上形成等离子体氧化层；

4、s2、停止超声振动，采用砂轮磨削所述钛合金工件表面已形成的等离子体氧化层；

5、所述电解液为硫酸盐溶液。

6、根据本专利技术实施例的钛合金磨削方法，至少具有如下有益效果：

7、本专利技术提供了一种新的钛合金磨削方法，在特定的电解液体系下，砂轮轴向的超声振动提升了等离子体强度，促进了等离子体氧化，使得生成的氧化层的厚度既厚又均匀；等离子体氧化层能够降低磨削力，提升磨削后的表面质量，减少砂轮磨粒脱落和磨屑粘附，提升磨削效率。

8、根据本专利技术的一些实施例，步骤s1中，所述钛合金工件的进给速度为5～30mm/min。由此，进给速度越低，提升氧化成厚度越厚。

9、根据本专利技术的一些实施例，所述超声振动的振幅为0.1～4.8μm。由此，超声振动的振幅越高，氧化层厚度越高。

10、根据本专利技术的一些实施例，所述电解液的浓度为0.8～1.4mol/l。

11、根据本专利技术的一些实施例，所述硫酸盐包括硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵中的至少一种。

12、根据本专利技术的一些实施例，所述等离子体电源的电压为180～270v。

13、根据本专利技术的一些实施例，所述等离子体电源的电压占空比为20～65％。

14、根据本专利技术的一些实施例，所述砂轮的转速为4000～6000rpm。

15、根据本专利技术的一些实施例，所述超声振动的超声频率为15～30khz。

16、根据本专利技术的一些实施例，所述钛合金工件的进给速度为5mm/min；所述超声振动的振幅为4.8μm。

17、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钛合金磨削方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的钛合金磨削方法，其特征在于，步骤S1中，所述钛合金工件的进给速度为5～30mm/min。

3.根据权利要求1所述的钛合金磨削方法，其特征在于，所述超声振动的振幅为0.1～4.8μm。

4.根据权利要求1所述的钛合金磨削方法，其特征在于，所述电解液的浓度为0.8～1.4mol/L。

5.根据权利要求1所述的钛合金磨削方法，其特征在于，所述硫酸盐包括硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的钛合金磨削方法，其特征在于，所述等离子体电源的电压为180～270V。

7.根据权利要求1所述的钛合金磨削方法，其特征在于，所述等离子体电源的电压占空比为20～65％。

8.根据权利要求1所述的钛合金磨削方法，其特征在于，所述砂轮的转速为4000～6000rpm。

9.根据权利要求1所述的钛合金磨削方法，其特征在于，所述超声振动的超声频率为15～30kHz。

10.根据权利要求1所述的钛合金磨削方

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【技术特征摘要】

1.一种钛合金磨削方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的钛合金磨削方法，其特征在于，步骤s1中，所述钛合金工件的进给速度为5～30mm/min。

3.根据权利要求1所述的钛合金磨削方法，其特征在于，所述超声振动的振幅为0.1～4.8μm。

4.根据权利要求1所述的钛合金磨削方法，其特征在于，所述电解液的浓度为0.8～1.4mol/l。

5.根据权利要求1所述的钛合金磨削方法，其特征在于，所述硫酸盐包括硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵中的至少一种。

6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴勇波，武韩强，陈卓，叶曦珉，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：

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