汤精明
,
姜忠宇
材料热处理学报
分析电火花表面强化层的温度场特点,建立了三维温度场模型,并对温度场进行了有限元数值模拟.给出了强化层和基体在不同时刻、不同位置的温度场分布和变化规律,探讨了强化层放电凹坑的形成机理.结果表明:电火花表面强化层的放电凹坑主要是热量在材料中不同方向的热传导存在差异引起的;强化过程中,当强化电弧移动到某点时,该点的温度迅速上升,直到最大值,后又迅速下降,但温度上升的速度明显比温度下降的速度快,具有快速加热和冷却的特性;距离表面深度越深,升温幅度逐渐减小,速度越慢,并且降温速度也渐慢.
关键词:
电火花
,
表面强化
,
强化层
,
温度场
,
数值模拟
汤精明
,
姜忠宇
,
石平
,
邓启超
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2009.06.009
分析电火花表面强化层的应力场特点,建立三维应力场模型,并利用APDL编程实现对应力场的有限元数值模拟,给出强化层和基体在不同位置、不同方向的应力分布和变化规律.结果表明:强化过程中,熔池及附近区域存在的巨大且剧烈变化的温度梯度和不一致的冷却速率使试样产生很大的热应力;由于热导率和热膨胀系数存在差异的缘故,各节点的应力值随着位置的变化而变化;试样的应力曲线在热影响区都存在突变,有强化层时,由于强化层和基体材料的比热容C和热导率,κ不一致,加剧应力曲线在热影响区的突变;采用梯度强化层和热处理工艺可以有效地改善电火花表面强化层的应力分布.
关键词:
电火花
,
表面强化
,
强化层
,
热应力
,
数值模拟
汤精明
,
姜忠宇
,
石平
材料热处理学报
以Ti、B4C和Cu等粉末为原料,采用自蔓延高温合成工艺制备TiC-TiB2复合材料,并通过电火花表面强化在点焊镀锌钢板用电极的表面制备TiC-TiB2复合强化层。用四探针法测量了强化层的电导率,利用SEM和XRD分析了强化层的微观结构和物相,运用点焊实验测试了强化电极的使用寿命,初步分析了强化层对电极失效的影响。结果表明：电火花强化层致密无明显分层,强化层与基体间为牢固的冶金结合;强化层物相主要为TiB2、TiC、B2O3和Cu等,强化层中的非晶组织和组织细化使其衍射峰宽化;TiC-TiB2复合强化层的导电率可达86.53%IACS,具有良好的导电性能,适合制作点焊电极材料;强化电极的点焊寿命比无强化层电极大约提高了4倍。
关键词:
电火花表面强化
,
TiC-TiB2
,
强化层
,
点焊电极
