硼纤维-纳米晶镍复合电铸层力学性能的试验研究

为了获得更高强度的纤维增强复合电铸层,采用脉冲电流进行电沉积,并在电铸液中加入磺酰亚胺类添加剂,获得硼纤维-纳米晶镍复合电铸层。研究结果表明:在室温下,当硼纤维增强镍复合电铸层晶粒由微米级细化至90 nm时,其显微硬度由219 HV上升至712 HV,抗拉强度由1 018 MPa提高到1 375 MPa。随着电铸层晶粒的进一步细化,由于纤维与基体结合强度的下降,硼纤维-纳米晶镍复合电铸层抗拉强度呈明显下降趋势,但显微硬度依然上升。200℃时,与硼纤维增强微米晶镍复合电铸层相比,纳米晶复合电铸层依然具有很高的强度,但是当温度上升至400℃时,由于晶粒的迅速长大以及界面脆性物质的析出,纳米晶对纤维增强复合电铸层抗拉强度的提升效果已不再显著。     

基于神经网络的叶片电解加工阴极修正模型及其仿真

工具阴极的精确设计与修正是电解加工研究难点之一。采用人工神经网络技术，建立了基于改进BP神经网络的数字化阴极修正模型。通过模型对阴极型面进行了数字化修正，改变传统人工修正的方法，提高阴极修正效率。以多次阴极修正数据为基础，对型面修正量进行预测。结果表明：网络模型预测的阴极修正量与试验修正量比较接近，最大绝对误差在0.015mm左右，证明网络模型具有较好的预测效果。该网络模型能广泛应用于航空发动机叶片等复杂型面阴极的数字化修正，减少修正次数，缩短阴极修正周期，提高叶片电解加工精度。     

基于BP神经网络的电解加工精度预测模型

为精确地预测电解加工精度，采用了BP神经网络的方法进行建模．在分析影响加工精度主要因素的基础上，确定了BP神经网络模型的特征参数，并根据实际情况，确定了输入层和中间隐层的维数，从而确定了模型的结构．用试验参数对模型结构进行训练，最终建立了一个用于电解加工精度预测的BP神经网络模型．利用该模型进行的精度预测结果表明，该模型的预测误差可以控制在10％以内，具有很高的精度预测能力．     

考虑流场特性的发动机叶片电解加工阴极设计及数值仿真

为了提高阴极设计的精度,本文在考虑流场特性的基础上,分析了气泡率、温度、压力以及流速等因素对电解加工的影响,建立了电解加工间隙的数学模型,完成了叶片叶盆电解加工的阴极设计,同时对加工间隙中电场强度的分布进行了仿真,并和根据单纯考虑电场作用的模型所设计的阴极进行了对比．结果表明,同时考虑流场和电场两因素时,间隙内的电场强度比单纯考虑电场因素时的电场强度大9％,其分布和叶片型面变化接近,说明考虑流场特性的阴极设计模型更能够真实的反映加工工件型面的变化,更加符合电解加工实际物理过程的本质,从而提高了阴极设计的精度,减少了阴极修正的次数．     

力学-电沉积法制备纳米晶光亮镍

提出一种力学-电沉积技术，在未添加任何光亮剂和晶粒细化添加剂的情况下制备出表面平整光亮的纳米晶镍沉积层。与传统电沉积技术的对照实验表明，硬质粒子在镍的沉积过程中不停磨擦和扰动阴极表面及附近溶液，能有效阻止氢气泡和杂质的吸附，避免凹坑、麻点和积瘤等表面缺陷产生。通过SEM，XRD和TEM观察和性能测试发现，硬质粒子的磨擦作用能改变沉积层的组织结构，进而影响其性能。与传统技术所制备的沉积层相比，用本文所述技术在相同条件下所制备镍沉积层的晶粒显著细化，尺寸大约30-80nm；各晶面的衍射强度和（200）面的择优取向度明显减小，（111）面和（220）面择优取向度增加；显微硬度显著提高；磁性能明显改变，饱和磁化强度减小，矫顽力增大。用力学-电沉积技术所制备镍沉积层的微观结构和性能受阴极转速和电流密度的影响。     

整体叶盘通道电解加工流场的均匀性

为合理利用流场因素以提高整体叶盘通道电解加工的稳定性和工件表面质量,设计了一种叶盘通道电解加工用的群孔管电极.阐述了出液孔在等距分布的情况下,孔径大小对流场均匀性的影响.建立了流场数学模型,并利用有限元法对流动方式进行流场数值模拟.分析表明,在电极管径、出液孔数相同且加工稳定进行的情况下,一定范围内较小的出液孔径有利于...     

模板阴极电解加工群孔的成形规律

采用模板阴极进行电解加工群孔试验,探讨了模板阴极电解加工的成形规律,建立了反映实际加工过程的数学模型,并考虑非线性电解液的影响,利用参数化有限元分析技术对蚀除过程进行模拟和数值求解,最后进行了相应的试验验证.结果显示:仿真蚀除的深度和直径与实际加工的深度和直径相符;采用模板阴极双面电解加工方式可减小孔的锥度和缩短加工时间;模板阴极电解加工方式可低成本、高效率地在金属薄板上加工出群孔结构.     

基于间隙电导率模型的叶片电解加工阴极设计

考虑流场因素的影响是电解加工阴极设计的重要方面．本研究在流场特性的基础上，重点考虑了电解液温升、气泡率、压力等因素对电导率的影响，建立了间隙内沿液流方向的电导率变化数学模型，并将该模型运用在工具阴极的设计中．同时将在该电导率模型基础上求解的间隙分布和只考虑电场因素的间隙分布进行了分析比较．结果表明，在电导率模型基础上设计的阴极模型更能真实地反映加工工件型面的变化，更符合电解加工的实际物理过程．     

三轴进给的叶片电解加工

为了消除多工序、多次定位对叶片电解加工精度的不利影响，自行研制开发了三轴进给的叶片电解加工系统及其控制系统软件．该加工系统不仅可以实现叶身全方位一次电解成型，而且可按照优化的角度进行电解加工．同时从理论上推导了叶片装夹角和阴极进给角与电解加工精度的关系，提出了二次判优准则．在Unigraph软件平台上，对某型航空发动机叶片进行实体造型，并以叶片的实体造型为研究对象，结合二次判优准则及自行开发的判优软件，对叶片装夹角和阴极进给角进行优化，优化结果符合实际加工情况．     

UV-LIGA与微细电火花加工组合制造微细电解阵列电极

采用UV-LIGA与微细电火花加工组合技术制造大长径比微细阵列电极.先通过UV-LI-GA技术制作微细群孔工具电极,然后通过电火花套料加工制作大长径比微细阵列电极.选取优化的工艺参数:前烘110℃保持12h;三步后烘50℃保持5min、70℃保持10min、90℃保持30min;采用谐振式电火花电源,电压200V、峰值电流1.5A、脉宽3.2μs、脉间6.4μs、放电间隙12μm等,制备了直径85μm、长1.5mm,长径比达17.65的微细阵列电极.最后用制作出的微细阵列电极作为工具电极进行微细电解加工实验,在120μm厚不锈钢板上电解加工出直径150μm、形状均匀的微细阵列群孔结构.实验证明:UV-LIGA与微细电加工组合制造技术是一种可行的制作高深宽比微结构的方法;利用微细阵列电极进行电解加工,能实现高效和高精度加工.