【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合加工，特别是涉及一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法。
技术介绍
1、放电－电化学复合加工是基于电化学腐蚀和放电效应的一种非接触式加工技术，可以用于钛合金、高温合金或陶瓷等绝缘材料的加工。电解作用和放电作用的能量来源均是电能。在电解作用下，工件材料是以离子的形式溶解进入电解液中，从而工件材料被去除；在放电作用下，工件材料被阴阳极之间的热量去除。
2、目前，针对放电－电化学复合加工方法研究主要集中在两个方向，一是以放电作用为主的加工工艺，利用加工过程中产生的极高能量的放电，快速蚀除大量工件材料，从而获得较高的材料去除率。二是以电解作用为主的加工工艺，利用电解加工高表面质量的特点，获得良好的表面质量。
3、以放电作用为主的放电－电化学复合加工方法，加工过程中放电电流达到数百安，放电持续时间达到数毫秒，该放电属于电弧放电，其能量是电火花放电能量的数千倍，在高强度的放电作用下，大量工件材料被熔化气化抛出，获得极高的加工效率。然而，由于放电能量过强，一方面会造成严重的电击，进而降低加工效率。另一方面，放电能量过强还会造成工件表面放电凹坑过大，而电解作用并不足以去除表面缺陷，降低了加工精度和表面质量。
4、以电解作用为主的放电－电化学复合加工方法，加工过程中电解作用极强，工件在高的电解电流密度下被不断溶解去除，因此通常具有较高的表面质量和加工精度。此时放电作用较弱，放电作用起到了辅助电解作用的效果，促进了加工区域内钝化膜的破碎。然而此类加工工艺通常面临加工效率低的问题，限制了该
5、对于金属基复合材料，增强相颗粒体积分数存在较大差异。当加工低体积分数金属基复合材料时，由于高熔点的增强相颗粒含量较少，因此，当放电作用较弱时即可获得高的加工效率；随着高熔点且不导电的增强相含量的增加，需要增强放电作用，以此获得高的材料去除率。因此针对不同体积分数的金属基复合材料，需要采用不同强度的放电作用和电解作用的加工工艺才可获得较好的加工性能。然而，现有加工方法均是通过调控电参数和非电参数，其工艺窗口很窄，无法实现对放电作用和电解作用的分别调控，因此在加工不同体积分数的金属基复合材料时存在工艺性较差等问题。
6、因此，如何兼顾电解作用和放电作用对放电－电化学复合加工方法的进一步推广和金属基复合材料的进一步应用具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，以解决上述现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，包括：
3、步骤一：获取工件和工具电极，所述工件为金属基复合材料，获取所述工件的增强相颗粒的体积分数，基于工件增强相的体积分数选择加工电源和调控电阻；
4、步骤二：使所述加工电源、调控电阻和所述工件依次电连接，并使所述加工电源与所述工具电极电连接；
5、步骤三：在所述工具电极和所述工件之间的间隙内填充电解液，发生电化学反应并产生加工产物；
6、步骤四：使所述工具电极沿预设进给轨迹相对于所述工件移动；
7、重复步骤三至步骤四直至所述工件加工完毕。
8、可选的，基于工件增强相的体积分数选择加工电源和调控电阻，具体包括：
9、基于所述工件的增强相颗粒的体积分数，设定所述加工电源的电压和所述调控电阻的阻值。
10、可选的，设定所述加工电源的电压和所述调控电阻的阻值，具体包括：
11、当所述工件的体积分数为低体积分数时，所述加工电源的电压为100—200v，所述调控电阻的阻值为0.5—1.0ω；
12、当所述工件的体积分数为中体积分数时，所述加工电源的电压为40—100v，所述调控电阻的阻值为0.1—0.5ω；
13、当所述工件的体积分数为高体积分数时，所述加工电源的电压为40—80v，所述调控电阻的阻值为0.05—0.1ω。
14、可选的，所述加工电源采用直流电源。
15、可选的，在使工具电极沿预设进给轨迹相对于所述工件移动的过程中，还包括使所述工具电极沿预设旋转方向进行绕轴旋转。
16、可选的，所述工具电极内部设置有中心孔，使所述电解液通过所述工具电极的中心孔进入所述工具电极和所述工件之间的加工间隙，发生电化学反应。
17、可选的，所述电解液采用中性盐溶液。
18、可选的，所述加工产物包括不溶性加工产物和脱落的碳化硅颗粒。
19、本专利技术的技术效果为：
20、1.通过在加工回路中串联不同的调控电阻，可以控制加工回路中放电电流，但不会对电化学溶解产生显著影响。针对低体积分数金属基复合材料，增大调控电阻的阻值，即可获得较弱的放电作用和较强的电化学溶解作用；减少调控电阻的阻值，即可获得较强的放电作用和较弱的电化学溶解作用。针对不同体积分数的金属基复合材料，通过改变调控电阻阻值和加工电压，即可实现不同的加工效果。针对不同体积分数的金属基复合材料，实现放电作用和电化学溶解作用并重的加工工艺。
21、2.在调控电阻作用下，放电-电化学复合加工过程中不会出现过高能量的放电，有效控制了放电的电流，降低了工具电极损耗，提高了工具电极的使用寿命，降低了加工成本，提高了加工效率。
22、3.在调控电阻作用下，放电电流得到控制，单次放电去除的工件材料较少，提高了加工定域性，同时低能量的放电也降低了工具电极损耗，因此电解电流也随之升高，实现了放电作用和电化学作用并重的高效加工。
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1.一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，其特征在于，基于工件(6)增强相的体积分数选择加工电源(4)和调控电阻(5)，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，其特征在于，设定所述加工电源(4)的电压和所述调控电阻(5)的阻值，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，其特征在于，所述加工电源(4)采用直流电源。
5.根据权利要求1所述的一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，其特征在于，在使工具电极(8)沿预设进给轨迹相对于所述工件(6)移动的过程中，还包括使所述工具电极(8)沿预设旋转方向(9)进行绕轴旋转。
6.根据权利要求1所述的一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，其特征在于，所述工具电极(8)内部设置有中心孔，使所述电解液(2)通过所述工具电极(8)的中心孔进入所述工具电极(8)和所述工件(6)之间的加工间
7.根据权利要求1所述的一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，其特征在于，所述电解液(2)采用中性盐溶液。
8.根据权利要求1所述的一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，其特征在于，所述加工产物包括不溶性加工产物(3)和脱落的碳化硅颗粒(7)。
...【技术特征摘要】
1.一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，其特征在于，基于工件(6)增强相的体积分数选择加工电源(4)和调控电阻(5)，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，其特征在于，设定所述加工电源(4)的电压和所述调控电阻(5)的阻值，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，其特征在于，所述加工电源(4)采用直流电源。
5.根据权利要求1所述的一种金属基复合材料放电-电化学并重的粗加工方法，其特征在于，在使工具电极(8...
【专利技术属性】
技术研发人员：马曰红，房晓龙，曲宁松，缪国栋，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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