电加工与模具

微等离子体加工技术及其在先进制造中的典型应用研究进展

随着先进制造向高精度、低热负载与多功能集成方向发展，传统材料加工方法在尺度控制、界面调控及能量利用效率等方面逐渐显现出局限性。作为一种典型微尺度非平衡放电体系，微等离子体加工技术具有高电子能量、低气体温度及强空间约束效应，已成为微纳材料制备与精细加工的重要技术路径，故系统梳理其典型放电结构及放电机制，重点阐述非平衡特性与微尺度限域效应对反应动力学与材料制备过程的影响；探讨其在纳米材料合成、多孔晶态框架材料构筑及器件界面改性等方面的工艺特点与性能优势；总结其在先进制造领域的典型应用，并分析等离子体参数精准调控、界面反应机理解析及规模化阵列构建等关键问题，展望其在绿色制造与高可靠器件加工中的发展方向。

面向高熵合金涂层原位制备的多材料组合电极电火花沉积新方法

针对高熵合金涂层制备工艺流程复杂、成本高昂，难以规模化应用，提出一种新型电火花沉积方法：通过将不同金属丝组成旋转组合电极，使各子电极依次与基体放电，熔融材料充分混合后在基体表面形成高熵合金涂层。采用单因素实验，研究了电容、电极转速和比沉积时间对涂层表面粗糙度和厚度的影响，并结合XRD、SEM、EDS、纳米压痕和摩擦磨损实验对涂层的显微组织和力学性能进行表征，成功制备了FeCo_0.8Cr_0.4NiAl_0.3和FeCoCr_0.5NiAl涂层。结果表明：所制备的高熵合金涂层纳米硬度均高于基体，同时磨损率均低于基体；其中FeCoCr_0.5NiAl涂层表现出最低的磨损率(3.12×10~4mm³/(N·m))，相较基体降低了54.84%。

电火花制孔表面重铸层对疲劳裂纹动态演化过程影响的分析

为揭示重铸层对气膜孔疲劳性能影响的内在机理以及重铸层影响下的疲劳裂纹的萌生及扩展规律，采用工业相机拍摄了裂纹动态扩展过程，并通过图像分析法获取裂纹演变过程的位移图及应变云图，采用数字图像相关方法分析裂纹扩展过程及孔边应变变化过程。分析结果显示，带重铸层小孔试件的疲劳寿命可分为裂纹萌生、裂纹扩展和失稳瞬断三个阶段，其中裂纹萌生阶段约占总寿命的76%，裂纹扩展阶段约占总寿命的24%，而失稳瞬断阶段不足总寿命的0.1%。该结果表明，重铸层主要通过影响裂纹萌生阶段主导疲劳失效过程，为气膜孔加工质量控制及疲劳寿命提升提供了重要理论依据。

电弧放电凹坑形成机制及电参数影响规律研究

电弧加工作为基于等离子体放电机制的低压高能特种加工技术，其凹坑形貌演化与放电参数间的作用机理亟待深入解析。建立了热-力耦合仿真模型并开展了多参数对比实验，揭示了电弧放电过程中材料蚀除的动态特性与能量传递规律：阳极溅射诱发阴极二次放电，但受电子迁移率不稳定性制约；当电场强度超过0.3 V/nm时，熔池流体力学特性显著改变，易产生二次放电。结果表明：电压升高直接导致凹坑尺寸增大，占空比通过能量累积效应扩大凹坑体积，频率提高则因等离子体通道重建周期缩短、单次放电能量沉积减弱，使凹坑尺寸减小。证实电压对凹坑形貌有主导作用，占空比与频率通过能量调控产生次生效用，为优化电弧加工工艺提供了理论支撑。

金刚石砂轮电火花精密修整控制方法研究

针对金刚石砂轮磨削易出现磨粒钝化、堵塞及轮廓精度下降，传统电火花修整时难以同时兼顾修整效率、轮廓精度与磨粒完整性等协同控制困难问题，提出金刚石砂轮电火花精密修整系统控制方法，并进行了工艺验证试验。通过多模态脉冲电源调控与伺服轴动态匹配策略，建立放电能量传递模型；通过运动轨迹补偿算法、智能化时序控制算法，建立多模态自适应比例控制系统，实现金刚石砂轮电火花精密修整控制。试验结果表明：经工艺修整后的金刚石砂轮轮廓允差为0.012 6 mm，表面粗糙度Ra1.083～1.417μm，可修整最小圆角R≤0.12 mm，满足金刚石砂轮精密修整的要求，可实现金刚石砂轮表面粗糙度与磨粒完整性的协同优化。

离焦量调控对飞秒激光加工钛合金小孔的影响

针对发动机阀门部件壳体微小孔加工需求,利用工业显微镜和扫描电镜,研究了五轴超快激光加工机床在加工钛合金微孔过程中,离焦量对TC4钛合金壳体上制孔的孔径、孔锥度、孔加工质量以及加工效率的影响。结果表明:在其他激光参数不变的情况下,离焦量对飞秒激光制孔的出入口孔径和孔锥度有较大的影响,可通过调节离焦量获得不同尺寸的目标孔径和孔锥度。对于试验所用TC4钛合金构件,选用-0.5～0 mm负离焦加工能够在保证加工质量的同时提高加工效率,选用0.4～0.5 mm正离焦加工在保证加工质量和加工效率的同时可以降低小孔的倒锥度。

增材制造碳化钨增强Hastelloy X合金的紫外光辅助电化学抛光

为解决传统电化学抛光难以均匀去除激光粉末床熔融成形碳化钨增强哈氏(Hastelloy X)合金复合材料的异质相(纳米陶瓷颗粒、碳化物等)而导致的表面质量差难题,采用紫外光催化辅助电化学抛光方法,通过正交和单因素试验研究了抛光电压、光辐照度和抛光时间对该复合材料表面粗糙度的影响规律与作用机制。结果表明:紫外光辐照促使钝化区(4.5-6.5 V vs.SCE)内的阳极电流密度提升了0.01 A/cm²,显著提升基体与碳化钨增强相的同步溶解速率;经正交试验极差分析的影响显著性依次为光辐照度、抛光电压和抛光时间;经单因素实验优化的工艺参数为光辐照度913 mW/cm²、抛光电压5 V、抛光时间15 min,所得表面粗糙度为Ra0.39μm,降幅达74.8%。

磁场对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金钝化动力学调控机制研究

Ti-48Al-2Cr-2Nb合金电解加工的表面质量与精度受钝化膜稳定性制约,而外加磁场可作为动力学调控手段,通过加速传质选择性促进铝的氧化。XPS与AES表征证实,其诱导形成富Al_2O₃的致密钝化膜,降低单质铝残留,但钝化膜厚度减至24 nm。电化学测试显示,该钝化膜的耐腐蚀性与反应阻力显著提升,电流振荡幅度减小。Mott-Schottky分析表明氧空位减少,形核机制也从瞬时-连续混合转变为稳定的纯连续形核。相空间重构证实了磁场诱导系统吸引子的分岔,即从高振幅、不稳定的极限环转变为低振幅、稳定的极限环。这项工作揭示了磁场调控TiAl合金钝化的选择性动力学机制,为突破厚度-防护性传统限制、构筑新型稳定钝化膜提供了理论基础。

增材制造技术的发展

增材制造技术是近30年快速发展的特种加工技术,其优势在于三维结构的快速和自由制造,被广泛应用于新产品开发、单件小批量制造。通过对增材制造技术设备和应用情况的介绍,阐述了我国增材制造技术的发展趋势和关键技术。未来增材制造技术将向着三个方向发展:一是日常消费品制造方向;二是功能零件制造方向;三是组织与结构一体化制造方向。

国外电解加工的研究进展

对近些年国外电解加工的研究进展进行了综述和讨论,内容包括工具设计、脉冲电解、数控电解加工、微细加工、复合加工等。

超声加工技术的研究现状及其发展趋势

结合近年来超声加工技术的发展状况 ,综述了超声振动系统的研究进展和超声加工技术在深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、难加工材料的加工、超声振动切削、超声复合加工等方面的最新应用 ,并阐述了超声加工技术的发展趋势。

电火花放电加工间隙状态检测方法综述

间隙状态检测是电火花加工过程中极其重要的一个环节。该文介绍了利用独立式脉冲电源进行电火花加工过程间隙状态检测的常用方法 ,分析了它们的实现原理与特点

国外特种加工技术的最新进展

就当前国际特种加工技术研究的最新进展情况， 从激光加工、电解加工、超声加工尤其是电火花加工等方面进行了较为详尽的阐述。希望能从国外此方面的研究中， 看出２１ 世纪特种加工技术的走向， 并为我国特种加工技术的研究提供借鉴。

增材制造技术的发展

增材制造技术是近30年快速发展的特种加工技术,其优势在于三维结构的快速和自由制造,被广泛应用于新产品开发、单件小批量制造。通过对增材制造技术设备和应用情况的介绍,阐述了我国增材制造技术的发展趋势和关键技术。未来增材制造技术将向着三个方向发展:一是日常消费品制造方向;二是功能零件制造方向;三是组织与结构一体化制造方向。

超声加工技术的研究现状及其发展趋势

结合近年来超声加工技术的发展状况 ,综述了超声振动系统的研究进展和超声加工技术在深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、难加工材料的加工、超声振动切削、超声复合加工等方面的最新应用 ,并阐述了超声加工技术的发展趋势。

我国塑料模具发展现状及发展建议

电火花线切割加工技术及其发展动向

阐述了近年来国内外电火花线切割加工技术的发展动向、电火花线切割加工技术的发展趋势以及我国电火花线切割加工领域亟待发展的关键技术。

国外特种加工技术的最新进展

就当前国际特种加工技术研究的最新进展情况， 从激光加工、电解加工、超声加工尤其是电火花加工等方面进行了较为详尽的阐述。希望能从国外此方面的研究中， 看出２１ 世纪特种加工技术的走向， 并为我国特种加工技术的研究提供借鉴。