深冷处理对TC4钛合金滚磨光整加工性能的影响

作者：王瑶; 李永刚^*; 李文辉; 李秀红; 杨胜强; 雷达

来源：稀有金属, 2021, 45(11): 1289-1298.

DOI：10.13373/j.cnki.cjrm.XY19080032

• 深冷处理
• 滚磨光整加工
• TC4钛合金
• 表面性能
• 离散元仿真

采用液氮深冷(CT)处理TC4钛合金,用BJG-LL05型全自动自由磨具光整设备对深冷前后的TC4钛合金进行滚磨光整加工,并结合EDEM离散元仿真分析,探究深冷处理对TC4钛合金滚磨光整加工过程中表面性能的影响及机制。研究结果表明:深冷处理会使TC4钛合金组织更加均匀和致密,表面硬度有一定提高。在滚磨光整加工过程中,深冷处理11 h后的TC4钛合金的表面粗糙度降低值(ΔRa,ΔRz)是未深冷的162.1%,ΔRz是未深冷的208.6%,材料去除率也比未深冷的高,但差别较小,在0.01 mm3·min-1以内。根据EDEM离散元仿真分析可知,深冷处理后的工件表面平均磨损深度从0.0089提高到0.0138 mm。可以看出,深冷处理能提升TC4钛合金的滚磨光整加工性能,深冷后的TC4钛合金工件在滚磨光整加工过程中表面加工纹理、表面光整度和表面完整性的提高更明显,其中深冷处理11 h后的TC4钛合金的性能提升最为显著。TC4钛合金在离心式滚磨光整加工过程中是一个从摩擦区到挤压区的周期性运动,加工效果主要靠法向力带来的碰撞和挤压得以实现。

• 单位
  太原理工大学