超声波振动辅助弧加工Inconel 718:实现并发加工效率提升和微观结构调节

科学领域:

• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 制造过程 制造过程 制造过程
• 表面工程是什么?表面工程是什么?

背景情况:

• 传统的弧度放电加工 (EAM) 面临着由于热不稳定的处理效率和表面完整性之间的冲突.
• 先进的材料需要高度完整的制造,这是现有加工技术的局限性所阻碍的.
• 超声波振动辅助加工显示出提高加工性能的前景.

研究的目的:

• 引入一种新的超声波弧复合加工 (UEAM) 范式.
• 为了实现机械加工中能量精度悖论的协调调节.
• 为了提高在极端条件下先进材料的制造.

主要方法:

• 脉冲放电试验与现场高速摄影相结合,以分析UEAM和EAM中的等离子体通道动态.
• 连续削放电测试,以验证UEAM的加工性能.
• 进行X射线衍射 (XRD) 阶段分析,以评估重新造层的组成.

主要成果:

• 超声波振动减少了84.6%的血分解延迟,并增加了150%的放电频率.
• 在重新造层中,UEAM分别降低了31.36%和70.73%的碳和氧气丰富度,使含量恢复到40.89%.
• 重塑层厚度减少了74.8%,脆性阶段的形成被显著抑制.

结论:

• UEAM为高温合金的高精度,低损坏加工提供了通用解决方案.
• 该技术实现了对元素分布均性和表面完整性的协调增强.
• 提出了一个三级协同机制,涉及等离子体分散,池质量转移和凝固控制.