一种基于电流变抛光液的金属增材表面空化协同磨粒抛光方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于电流变抛光液的金属增材内表面空化协同磨粒抛光方法与装置，包括，配置并存储电流变抛光液，抛光液在离心泵的作用下从孔板流出后产生空化泡；空化泡溃灭产生能量，作用于金属增材工件的表面，将金属增材工件的表面附着物与金属增材工件表面分离；将金属增材工件、针形电极与直流电源进行连接后在抛光室内形成电场，电流变抛光液中的电流变微粒在电场的作用下形成链状，链状电流变微粒与金属增材工件的表面形成空间，空间内电流变抛光液中的磨粒对金属增材工件表面进行抛光。适合各种复杂不规则形状、内孔、弱刚性结构表面的抛光加工，提高抛光加工性能。提高抛光加工性能。提高抛光加工性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电流变抛光液的金属增材表面空化协同磨粒抛光方法与装置


[0001]本专利技术涉及金属增材制造表面处理
，尤其涉及一种基于电流变抛光液的金属增材表面空化协同磨粒抛光方法与装置。

技术介绍

[0002]粉末床激光熔融是金属增材制造技术的重要工艺之一，适合航空航天等领域所需的高强铝合金、镍基高温合金、钛合金等难加工材料复杂功能性零部件的成形加工。粉末床激光熔融增材制造金属零件致密度高、强度好，但熔融成形过程中无法避免的粉末粘附、台阶效应、球化效应以及熔道搭接等问题导致成形表面质量差，大大制约了零件的疲劳寿命和摩擦性能等功能特性，材料和成形策略不同，表面粗糙度轮廓算数平均偏差Ra在3～50μm，微观不平度十点高度Rz在20～150μm，难以满足零部件在表面粗糙度方面的应用要求，必须进行光整加工后才能使用。
[0003]目前，用于金属增材复杂结构表面的抛光方法主要分为化学法、物理法和机械法三类，化学法主要包括：化学抛光、电化学抛光；物理法主要为激光抛光；机械法除了喷砂、CNC车削、磨削等传统方法外，以磨粒流加工的研究和应用最为广泛。
[0004]但是，这些方法都存在各自的局限性。化学抛光及电化学抛光对弱刚性复杂结构件表面具有良好的加工效果，然而化学抛光液的回收处理及其带来的环境污染问题尚未解决，并且加工过程中存在局部过腐蚀问题，影响结构的尺寸精度。激光抛光清洁高效，可以直接使用激光增材制造熔融沉积装置的激光源，但是会对表面及亚表面产生热影响，此外激光器工作范围有限，在不规则表面上均匀强度照射难度较高，且无法对复杂零件内表面进行有效抛光。
[0005]相较于化学法和物理法抛光，使用微磨粒的机械抛光方法很好地避免了化学污染和热损伤等问题，在工程应用中更具竞争力。其中磨粒流加工对内腔结构、内流道抛光优势明显，但磨粒流加工的主要问题是需要针对抛光工件设计和控制流道，此外可能出现几何形状偏差、表面不均匀抛光和磨料污染问题，同时，磨粒流加工过程中磨料介质对工件表面压力在MPa级，不适合薄壁低刚度结构件表面抛光。现有抛光技术在金属增材零件表面，尤其是复杂不规则形状、内孔、弱刚性薄壁或网格结构表面的抛光加工和实际应用中还存在诸多局限。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种基于电流变抛光液的金属增材表面空化协同磨粒抛光方法与装置，以克服上述技术问题。
[0007]一种基于电流变抛光液的金属增材表面空化协同磨粒抛光方法，包括，
[0008]步骤一、配置电流变抛光液并存储于抛光液容器中，所述电流变抛光液包括电流变液、磨粒和绝缘稀释油，电流变抛光液中电流变液的浓度为0.5～10％，磨粒的浓度为5～
20％，绝缘稀释油的浓度为70％～94.5％，在抛光室内安装孔板、针形电极，抛光液在离心泵的作用下从孔板流出后产生空化泡，
[0009]步骤二、空化泡溃灭产生能量，作用于金属增材工件的表面，将金属增材工件的表面附着物与金属增材工件表面分离，
[0010]步骤三、将金属增材工件、针形电极与直流电源进行连接后在抛光室内形成电场，电流变抛光液中的电流变微粒在电场的作用下形成链状，链状电流变微粒与金属增材工件的表面形成空间，空间内电流变抛光液中的磨粒对金属增材工件表面进行抛光。
[0011]优选地，所述抛光液在离心泵的作用下从孔板流出后产生空化泡的步骤还包括使用压力调节器对抛光液从孔板流出的速度进行调节。
[0012]优选地，所述抛光液在离心泵的作用下从孔板流出后产生空化泡的步骤还包括使用压力计对抛光液从孔板流出的速度进行监测。
[0013]优选地，所述电场的强度根据电流变液的浓度进行调节。
[0014]一种基于电流变抛光液的金属增材表面空化协同磨粒抛光装置，包括离心泵、上游调节阀、流量计、压力计、抛光室、孔板、金属增材工件、绝缘夹具、针形电极、直流电源、下游压力计、下游调节阀、搅拌器以及抛光液容器，
[0015]抛光液容器用于存放电流变抛光液，搅拌器放置于抛光液容器内，搅拌器用于对抛光液容器内的电流变抛光液进行搅拌，离心泵与抛光液容器相连，离心泵用于使得电流变抛光液在装置中循环，上游调节阀与离心泵相连，上游调节阀用于对装置的压力进行调节，流量计与上游调节阀相连，流量计用于对装置中电流变抛光液的流量进行监测，压力计与流量计、抛光室相连，压力计用于对装置的压力进行监测，孔板位于抛光室内，绝缘夹具与孔板相连，金属增材工件放置于绝缘夹具与孔板之间，针形电极与金属增材工件、直流电源相连，抛光室的一侧与下游压力计相连，下游压力计与下游调节阀相连，下游调节阀与抛光液容器相连。
[0016]本专利技术提供一种基于电流变抛光液的金属增材表面空化协同磨粒抛光方法与装置，利用空化和磨粒的协同作用对金属增材工件表面进行材料去除，电流变抛光液中空化泡溃灭产生的冲击力加速了周围的磨粒，使它们高速撞击工件表面产生微小切削作用，因此磨粒不易团聚堵塞，加工可达性好，零件的尺寸、形状保持度高，适合各种复杂不规则形状、内孔、弱刚性结构表面的抛光加工；进一步地，通过电流变效应控制空化泡和磨粒的动力学行为，在介电泳和电流变效应作用下，使磨粒在抛光区域稳定聚集，提高抛光加工性能，实现对金属增材表面的高效、高质量抛光加工。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本专利技术方法流程图；
[0019]图2是本专利技术装置结构示意图；
[0020]图3是本专利技术抛光原理示意图；
[0021]附图标号说明：
[0022]1、离心泵，2、上游调节阀，3、流量计，4、压力计，5、抛光室，6、孔板，7、金属增材工件，8、绝缘夹具，9、针形电极，10、直流电源，11、下游压力计，12、下游调节阀，13、搅拌器，14、抛光液容器。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]图1为本专利技术方法流程图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：
[0025]步骤一、配置电流变抛光液并存储于抛光液容器中，所述电流变抛光液包括电流变液、磨粒和绝缘稀释油，电流变抛光液中电流变液的浓度为0.5～10％，磨粒的浓度为5～20％，绝缘稀释油的浓度为70％～94.5％，在抛光室内安装孔板、针形电极，抛光液在离心泵的作用下从孔板流出后产生空化泡，
[0026]步骤二、空化泡溃灭产生能量，作用于金属增材工件的表面，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电流变抛光液的金属增材表面空化协同磨粒抛光方法，其特征在于，包括，步骤一、配置电流变抛光液并存储于抛光液容器中，所述电流变抛光液包括电流变液、磨粒和绝缘稀释油，电流变抛光液中电流变液的浓度为0.5～10％，磨粒的浓度为5～20％，绝缘稀释油的浓度为70％～94.5％，在抛光室内安装孔板、针形电极，抛光液在离心泵的作用下从孔板流出后产生空化泡，步骤二、空化泡溃灭产生能量，作用于金属增材工件的表面，将金属增材工件的表面附着物与金属增材工件表面分离，步骤三、将金属增材工件、针形电极与直流电源进行连接后在抛光室内形成电场，电流变抛光液中的电流变微粒在电场的作用下形成链状，链状电流变微粒与金属增材工件的表面形成空间，空间内电流变抛光液中的磨粒对金属增材工件表面进行抛光。2.根据权利要求1所述的一种基于电流变抛光液的金属增材表面空化协同磨粒抛光方法，其特征在于，所述抛光液在离心泵的作用下从孔板流出后产生空化泡的步骤还包括使用压力调节器对抛光液从孔板流出的速度进行调节。3.根据权利要求1所述的一种基于电流变抛光液的金属增材表面空化协同磨粒抛光方法，其特征在于，所述抛光液在离心泵的作用下从...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静思，王婧怡，刘霄汉，张源，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：