Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Влияние вторичных структур на технологические параметры электроэрозионной обработки титановых сплавов Бутин Антон Витальевич

Влияние вторичных структур на технологические параметры электроэрозионной обработки титановых сплавов
<
Влияние вторичных структур на технологические параметры электроэрозионной обработки титановых сплавов Влияние вторичных структур на технологические параметры электроэрозионной обработки титановых сплавов Влияние вторичных структур на технологические параметры электроэрозионной обработки титановых сплавов Влияние вторичных структур на технологические параметры электроэрозионной обработки титановых сплавов Влияние вторичных структур на технологические параметры электроэрозионной обработки титановых сплавов Влияние вторичных структур на технологические параметры электроэрозионной обработки титановых сплавов Влияние вторичных структур на технологические параметры электроэрозионной обработки титановых сплавов Влияние вторичных структур на технологические параметры электроэрозионной обработки титановых сплавов Влияние вторичных структур на технологические параметры электроэрозионной обработки титановых сплавов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Бутин Антон Витальевич. Влияние вторичных структур на технологические параметры электроэрозионной обработки титановых сплавов : дис. ... канд. техн. наук : 05.03.01 Комсомольск-на-Амуре, 2006 120 с. РГБ ОД, 61:07-5/389

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследований 8

1.1 Физические основы электроэрозионного процесса 8

1.2. Термодинамика эрозионного разрушения материалов, удельная работа искрового разряда 12

1.3. Эрозия материалов электродов 17

1.4. Выводы и постановка задач исследований 23

Глава 2. Методики экспериментальных исследований 27

2.1. Объекты и методы исследования 27

2.2. Оборудование для проведения исследований 33

Глава 3. Исследование влияния режимов электроэрозионной обработки и технологии изготовления электрода-инструмента на его работоспособность 35

3 1. Исследование влияния режимов импульсно-дугового процесса на эрозию электрода-инструмента 35

3.2. Влияние микроструктуры электрода инструмента на технологические параметры.процесса 39

3.3. Роль вторичных структур на эрозионную стойкость титана, меди и их сплавов 48

3.4. Теплофизическая модель электроэрозионной прошивки 56

3.5. Прогнозированию формы разрушения электрода-инструмента на основе анализа состава вторичных структур 61

Выводы по главе 3 64

Глава 4. Исследование процесса формирования вторичных структур на рабочих поверхностях электродов при шлаковании 65

4.1. Исследование влияния режимов циркуляции рабочей жидкости на стабильность электроэрозионного процесса прошивки 65

4.2. Исследование микроструктуры шлаковочных образований при электроэрозионной прошивке титановых сплавов медными электродами-инструментами 70

4.3. Модернизация генератора для электроэрозионной обработки. 77

Выводы по главе 4 81

Глава 5. Влияние структурно-технологической наследственности изготовления электрода-инструмента на качество электроэрозионной обработки 82

5.1. Влияние технологии изготовления электрода-инструмента на его физико-механические и эксплуатационные свойства 82

5.2. Анализ фрактального размера микролунок, образованных единичным искровым разрядом 90

5.3. Влияние микроструктуры электрода-инструмента на точность эрозионной обработки 95

5.4. Оптимизация технологического процесса изготовления многоэлементного электрода инструмента 101

Выводы по главе 5 105

Общие выводы 107

Список литературы 109

Приложения 119

Введение к работе

Актуальность работы. Электроэрозионное формообразование широко применяется в различных отраслях машиностроения при обработке поверхностей, изготовление которых не имеет других альтернативных вариантов. Процессы, сопровождающие электроэрозионную обработку, определяются физикой взаимодействия материала с концентрированным потоком энергии, инициированным искровым или импульсно-дуговым разрядом. Не-отъемлемым звеном этих процессов является образование вторичных структур на рабочих поверхностях обрабатываемого изделия и электрода-инструмента. Развитие вторичных структур приводит к изменению всех сопутствующих процессов, которые в конечном итоге определяют стабильность искровых разрядов, кинетику эрозионных механизмов, качество обработанной поверхности и производительность обработки.

Эрозионная обработка титановых сплавов производится, как правило, электродами из меди, которая только в равновесных состояниях может образовывать с титаном более семи структурных модификаций, обладающих различными электрическими, теплофизическими и эрозионными свойствами. Такая ситуация является типичной и характерной для большинства сочетаний обрабатываемых и электродных материалов, встречающихся при электроэрозионной обработке.

Электроэрозионная прошивка глубоких отверстий сопровождается комплексом негативных явлений, таких как образование шлаковки, развитие «трубчатости» при эрозионном разрушении электрода и другие, которые могут быть объяснены только с учетом развития вторичных структур. Роль вторичных структур при электроэрозионной обработке в обеспечении стабильности искрового и эрозионного процессов, а также их влияние на качество и производительность обработки остается во многом не освещенной. Желание раскрыть эти связи определило актуальность выбранной темы исследования,

которая позволит выявить новые резервы управления производительностью и качеством электроэрозионной обработки.

Целью диссертационной работы является исследование влияния вторичных структур на характер протекания эрозионных процессов для выявления скрытых резервов управления качеством и производительностью электроэрозионной обработки титановых сплавов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

  1. Раскрытие роли структурной технологической наследственности изготовления электрода-инструмента на искровые и эрозионные параметры процесса.

  2. Исследование влияния процесса взаимного массопереноса при электроэрозионной обработке титановых сплавов медными электродами-инструментами на их эрозионные свойства.

  3. Исследование условий обтекания технологической жидкости, исходной структуры электрода-инструмента и вторичных образований на рабочих поверхностях на процесс возникновения шлакования.

4. Разработка алгоритмов управления электроискровым процессом
для устранения шлакования.

5. Разработка технологических рекомендаций для повышения качест
ва и производительности процесса электроэрозионной обработки.

Научная новизна:

1. Установлено, что в процессе взаимного массопереноса электродных материалов на рабочие поверхности электрода-инструмента неравномерно осаждаются частицы заготовки, вызывая развитие вторичных структур с различной эрозионной стойкостью, которые вызывают неравномерное эрозионное разрушение электрода при электроэрозионной прошивке. Объяснена причина локализации повышенного эрозионного разрушения медного электрода-инструмента в центральной области поперечного сечения при прошивке титановых сплавов.

  1. Раскрыта причина различной эрозионной стойкости электрода-инструмента, изготовленного по различным технологиям, а также связь между активностью эрозионного процесса и качеством эрозионной обработки.

  2. Показано, что область аномального падения скорости эрозии медного электрода с увеличением энергии единичного разряда связана с образованием вторичных структур с повышенной эрозионной стойкостью.

  3. Предложен способ адаптивного управления процессом электроэрозионной прошивки, основанный на отслеживании изменения электрических параметров процесса, вызванного развитием вторичных структур на поверхностях обрабатываемой детали и электрода-инструмента, приводящих к изменению электрических параметров межэлектродного промежутка.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты исследования взаимного массопереноса материалов
электродов и связанная с ним неравномерное эрозионное разрушение.

  1. Результаты исследования влияния структурно-технологической наследственности изготовления электродов-инструментов на искровые, эрозионные и точностные параметры процесса.

  2. Метод управления процессом формирования на поверхности обрабатываемой заготовки вторичных структур основываясь на изменении электрических параметров.

Практическая ценность и реализация работы:

Получен комплекс экспериментально-теоретических зависимостей, позволяющих прогнозировать качество электроэрозионной обработки с учетом свойств вторичных структур.

Обобщены технологические рекомендации по выбору технологии изготовления электрода-инструмента с учетом требуемого качества электроэрозионной обработки.

Разработана и апробирована принципиальная схема модернизированной системы адаптивного управления, учитывающая изменение электри-

ческих характеристик межэлектродного промежутка и повышающая стабильность и устойчивость искрового процесса.

Технологические рекомендаций и модернизированная система адаптивного управления внедрены на ОАО «КнААПО». Результаты работы использованы в учебном процессе на кафедре «Материаловедения и технологии новых материалов» КнАГТУ,

Апробация работы. Основные результаты работы доложены:

на международном симпозиуме «Принципы и процессы создания неорганических материалов». Хабаровск, 2006 г.

на III конкурсной конференции «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике». Королев, 2004 г.

на ежегодных научно-технических конференциях аспирантов и студентов ГОУВПО КнАГТУ.

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 5 работах, в том числе в 2 тезисах докладов на научно-технических конференциях и семинарах, в 2 статьях научно-технических изданий, в одном изобретении.

Термодинамика эрозионного разрушения материалов, удельная работа искрового разряда

Электрический разряд с физической точки зрения представляет концентрированный поток электронов, плотность мощности которого достигает 10 ...10 Вт/см . Процесс взаимодействие электронного потока с металлами состоит из нескольких этапов. В начальный момент энергия электронного потока поглощается электронным газом (электрон-электронное взаимодействие) и в кристаллической решетке металла формируются электронная и решеточная подсистемы с разными температурами. Учитывая, что удельная теплоемкость электронного газа при нормальных условиях почти на два порядка ниже решеточной удельной теплоемкости, то такое же соотношение следует ожидать между электронной и-решеточной температурой. Затем в результате электронно-фононного взаимодействия происходит выравнивание электронной и решеточной температур, и завершение этого процесса означает формирование диссипативного теплового канала, функционирующего за счет теплопроводности. Развитие релаксационных электронно-решеточных процессов является основной причиной рассогласования между временем подвода концентрированного энергетического потока и периодом формирования эффективных тепловых каналов отвода этой энергии. Электронно-фононная природа теплопроводности накладывает жесткие ограничения по величине плотности энергетического потока, передаваемого диссипативным тепловым каналом за счет теплопроводности, связанных с тем, что решеточная теплоемкость имеет предельное значение, отражаемое законом Дюлонга-Пти, а скорость распространения тепла ограничивается скоростью звука в твердом теле [23, 24].

Продолжительность единичного искрового воздействия при электроискровом легировании (ЭИЛ) и электроэрозионной обработке (ЭЭО) составляет 10 ...10-3 с, но длительность активной фазы не превышает 10" ...10"5 с. Период температурной релаксации зависит от объема рассматриваемой зоны, и для поверхностного слоя, воспринимающего энергию электрического разряда, толщиной 10 мкм составляет порядка 10 4 с [25, 26]. Следовательно, время активного взаимодействия материала с электрическим разрядом в среднем на 1..2 порядка меньше периода формирования активного диссипативного теплового стока, функционирующего за счет теплопроводности. Диссипация подводимой энергии искрового разряда может происходить не только по тепловому варианту, но и за счет других механизмов, в частности, акустической и экзо-электронной эмиссии, светового излучения, термо-ЭДС и т.п. Суммарные энергетические затраты на эти процессы на много меньше по сравнению с тепловыделением. Поэтому в первом приближении ими можно пренебречь.

Высокая плотность мощности искрового разряда порядка 107...1012 Вт/см и малая продолжительность периода его активного взаимодействия с материалом не позволяет за столь короткий промежуток времени сформироваться полноценным тепловым диссипативным каналам, поэтому образующая дисбалансная доля энергетического воздействия реализуется в виде работы эрозионного поверхностного разрушения. Уравнение энергетического баланса процесса взаимодействия материала с одиночным искровым разрядом примет вид где WA - энергия электрического разряда в активной стадии процесса; Q - количество теплоты, отводимое из зоны взаимодействия, за счет теплопроводности; ДН - энтальпия полиморфных превращений; Аэ - работа эрозионного разрушения.

На рисунке 1.3 приведены гипотетические зависимости энергии искрового разряда (кривая 1), активность теплового диссипативного процесса (кривая 2) и энергетические затраты на эрозионное разрушение (зона 3 и кривая 4). Плотность мощности единичного искрового разряда достигает максимума в конце начального активного дериода ta, а затем падает до нуля по истечении времени tn.

Потенциальные возможности диссипативного теплового канала возрастают по мере формирования температурного поля, однако в начальный период искрового воздействия его активность значительно отстает от интенсивности энергетического притока. Выше отмечалось, что причиной такого положения дел являются релаксационные процессы, связанные с выравниваем электронной и решеточной температур, и необходимостью развития фононов с определенной энергией, способных принять участие в теплопередаче. Максимальная активность теплового оттока достигается после прохождения пика подводимой электрическим разрядом мощности. В точке А достигается баланс между энергетическим притоком и отводимым тепловым оттоком. Следовательно эрозионный процесс может протекать только в период времени от нуля до tg, когда активность диссипативного теплового оттока не в состоянии сбалансировать подводимую энергию искрового разряда. Суммарные энергетические затраты на эрозионное разрушение материала при единичном искровом разряде будут определяться площадью заштрихованной зоны 3, а временная зависимость плотности мощности энергетических затрат на эрозионное разрушение может быть представлена кривой 4, как разницы ординат кривой 1 и 2 во временном диапазоне от 0 до t,.

На основании изложенного можно заключить, что форма искрового импульса и длительность начального активного периода оказывает существенное влияние на интенсивность эрозионного процесса разрушения. Оптимальная форма искрового разряда должна соответствовать наибольшим энергетическим затратам на эрозионное разрушение или отвечать условию где q3(t) - плотность энергетических затрат на эрозионное разрушение.

Массовая скорость эрозионного разрушения зависит от удельной работы эрозии, которая в свою очередь определяется структурой анодного массового потока, под которым понимается размерное распределение микрочастиц анодного массового потока.

Под удельной работой электроэрозионного разрушения понимают суммарные энергетические затраты на разрушение материала под действием электрического разряда, отнесенные к единице массы или объема удаленного слоя. Электрическая эрозия представляет комплексный процесс разрушения, включающий хрупкое микровыкрашивание за счет термонапряжений, превышающих предел прочности материала, оплавление и взрывообразный разлет жидкофазного материала, а также испарение.

Влияние микроструктуры электрода инструмента на технологические параметры.процесса

Микроструктура электрода-инструмента оказывает активное влияние на электрические характеристики эрозионного процесса, которые в свою очередь определяют производительность и качество обработки. Влияние микроструктуры электродного материала на характер протекания искрового процесса можно объяснить следующим образом. Начало искрового и дугового процесса определяется электронной эмиссионной способностью материала, т.е. способностью испускать свободные электроны. Свободные электроны, попадая в межэлектродное пространство, ионизируют его и наводят канал проводимости, который в дальнейшем становится магистралью развития искрового или дугового разряда. Из всех возможных эмиссионных процессов наибольшей активностью обладает термоэлектронная эмиссия, описываемая уравнением Ричардсона [84] где A = —т—r; є - заряд электрона; m - масса электрона; к - постоянная

Больцмана; h - постоянная Планка; Т - абсолютная температура; W - работа выхода электрона.

С повышением степени неравновесности структуры твердого тела энергия выхода электрона снижается, что означает повышение эмиссионной активности. Следовательно, с повышением плотности дефектов кристаллического строения эмиссионная активность электродного материала возрастает, а стабильность и мощность дугового или искрового разряда увеличивается.

Выбор электрического режима при ЭЭО деталей из титана и его сплавов имеет ряд особенностей, связанных с высокой температурой плавления материала и сложной структурной морфологией, развивающейся в процессе воздействия высококонцентрированных энергетических потоков в углеродосодержащей среде, приводящей к образованию вторичных поверхностных структур, содержащих карбиды, нитриды и оксиды титана. Последние, обладая повышенными диэлектрическими свойствами, приводят к увеличению пробивного напряжения. В результате структурные вторичные изменения в обрабатываемом материале под действием электрического разряда приводят к образованию поверхностного слоя, обладающего повышенной эрозионной стойкостью, а это в свою очередь может существенно снижать производительность эрозионной обработки.

На основании изложенного можно заключить, что процессы, протекающие при электроэрозионной обработке взаимосвязаны единым динамическим алгоритмом, индивидуальные особенности которого в первую очередь определяются энергетикой искрового разряда. При этом все процессы, определяющие качество и производительность обработки, необходимо рассматривать с позиций развития вторичных структур, происходящих на рабочих поверхностях обрабатываемой заготовки и электрода инструмента

Рассмотрим влияние энергии единичного разряда на скорость эрозионного разрушения электрода-инструмента, скорость удаления обрабатываемого материала и технологическое время прошивки отверстия. Энергетика искрового разряда оценивалась по условной энергии единичного импульса, рассчитанного по формуле: где 1изм - измененное значение силы тока на выходе с генератора; U„JM -измеренное значение напряжения на выходе с генератора; f- частота следования импульсов.

Основное технологическое время обработки единичного отверстия при автоматизированной следящей осевой подаче электрода обратно пропорционально скорости объемного удаления обрабатываемого материала. С повышением энергии единичного импульса характер удаления обрабатываемого материала происходит по-разному в зависимости от состояния структуры обрабатываемого материала и электрода, а также склонности материала к структурной адаптации. При отсутствии структурных изменений в обрабатываемом и электродном материалах с повышением энергии разряда технологическое время обработки должно уменьшаться, при этом удельная работа разрушения материалов оставаться постоянной. Выполненные исследования показывают, что удельная работа разрушения с повышением энергии искрового разряда меняется по сложной зависимости.

На рисунке 3.2 представлено влияние энергии единичного разряда на технологическое время прошивки отверстия, а в таблице 3.5 представлены значения коэффициента корреляции и уравнения регрессии рассчитанное по методике приведенной в литературе [85, 86, 87].

Исследование микроструктуры шлаковочных образований при электроэрозионной прошивке титановых сплавов медными электродами-инструментами

Электроэрозионная обработка протекает на фоне повышенных температур и активных физико-химических реакций между материалами электрода-инструмента, обрабатываемого изделия и технологической среды. Превалирование эрозионного разрушения обрабатываемого материала над электродным и наличие между ними гарантированного зазора, заполненного, как правило, диэлектрической средой, не исключает взаимный массоперенос между анодом и катодом. Это рзначает, что процессы образования вторичных структур протекают, как на поверхности электрода-инструмента, так и на обрабатываемой поверхности изделия. В зависимости от химического состава электрода-инструмента и обрабатываемого изделия вторичные структуры могут сильно отличаться от исходных материалов по физико-химическим, механическим и структурным ейойствам, активизируя или тормозя эрозионный процесс.

Одним из негативных вариантов протекания электроискрового и электроимпульсного процессов является образование в межэлектродном зазоре шлаковочных продуктов. Под шлаковкой понимают комплекс продуктов электрической и термической деструкции диэлектрической среды, состоящих из длинномерных углеводородных молекул, графитовых образований и атомарного водорода, выпадающих в осадок вместе с частицами эрозионного разрушения анода и катода и удаляемых из межэлектродного зазора технологической жидкостью. Осаждаясь на обрабатываемой поверхности, шлаковые продукты вместе с металлическими частицами эрозионного разрушения образуют композиционную структуру, обладающую относительно хорошей электропроводностью. Шлаковые и эрозионные продукты, замыкая межэлектродное пространство, провоцируют переход электроискрового и электроимпульсного процесса в дуговой, который в свою очередь приводит к сварке электрода-инструмента с обрабатываемым материалом, вынуждая останавливать технологический процесс электроэрозионной или электроимпульсной обработки.

Проведенные металлографические исследования позволяют раскрыть некоторые механизмы образования и основные стадии развития шлаковочно-го процесса при электроэрозионной прошивке титанового сплава ОТ4-1 электродом-инструментом из медного сплава Ml.

Титановый сплав ОТ4-1 относится к сплавам псевдо-а класса. При электроэрозионной обработке титанового сплава за счет процессов электрической и термической деструкции-могут образовываться следующие продукты разрушения: мелкодисперсные сферические частицы титанового сплава и меди, атомарный водород и углерод, углеводородные радикалы и другие. Все перечисленные продукты разрушения могут принимать участие в процессе образования вторичных структур, на поверхности титанового сплава, играя роль а- или Р-стабилизатора. Наиболее активное влияние оказывают медь и атомарный водород. Роль меди определяется большим количеством этого металла в межэлектродном пространстве, а роль водорода связана с его активной диффузией. Медь и водород относятся к р-стабилизаторам, понижая температуру полиморфных превращений.

При осаждении на поверхности титанового сплава меди могут образовываться ряд химических и электронных соединений, твердых растворов с ИХ участием и сплавы эвтектического типа. Медь приводит к снижению температуры полиморфных превращений до 800 С, а наименьшая температура плавления сплава (Ti+Cu) эвтектического состава достигает 908 С.

Первичными «зародышами» шлаковок являются островковые образования, возникающие при осаждении меди на обрабатываемой поверхности. На рисунке 4.4 четко просматриваются слои меди, а под ней область структурных вторичных изменений Прилегающего поверхностного слоя в виде белой плохо травящейся зоны. Осаждение меди можно объяснить несколькими причинами. Во-первых, сам медный электрод-инструмент подвержен эрозионному износу, при этом образующиеся мелкодисперсные частицы несут в себе остаточный электрический заряд, учитывая, что между анодом и катодом в электроэрозионной системе нет прямого контакта, а диэлектрическая среда характеризуется некоторой величиной пробивного напряжения. Величина остаточного заряда будет определяться разностью между напряжением, подаваемым на электрод-инструмент и пробивным напряжением среды. В технологиях электроимпульсной обработки вероятность осаждения меди возрастает из-за наличия в структуре электрического импульса постоянной составляющей.

Анализ фрактального размера микролунок, образованных единичным искровым разрядом

Развитие информационны технологий обработки изображений открывает широкие возможности использования новых количественных показателей при анализе микроструктур. Перспективным направлением является фрактальная параметризация микроструктурных изображений.

Синергетика и фрактальные структуры стали неразрывными понятиями. Фракталы, первоначально введенные как геометрические характеристики комбинаций самоподобных разномасштабных фигур, оказались универсальным средством описания самоорганизующихся процессов в материаловедении, теории разрушения, энергетике, оптике, информатике и других областях. Причастность множества или части множества к фрактальным соотношениям определяется проявлением скеилинговои зависимости, в которой в качестве меры оценки масштабного фактор, как правило, используется геометрический параметр [93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101]. В материаловедении чаще приходится сталкиваться с мультифракталами, которые характеризуются не одним фрактальным размером, а комплексом фрактальных параметров. В самоорганизующихся системах и процессах проявляется универсальная закономерность, заключающаяся в наличии тесной корреляционной связи между различными мультифрактальными параметрами одного и того же фрактального объекта.

Прикладная математика представляет множество алгоритмов генерирования мультифрактальных соотношений, а наличие прикладных программ типа Image.Pro.Plus. 5.1 существенно облегчает процесс вычисления фрактального размера. Необходимо помнить, что фрактальная параметризация, как методологический инструментарий анализа микроструктур, должен нести не только информационно-описательную нагрузку, но и раскрывать новые физические причинно-следственные связи, которые не возможно выявить с помощью традиционных параметров, и только в этом случае фрактальный анализ приобретает логический смысл.

Процесс формирования поверхности при электроискровом упрочнении и легировании происходит за счет жидкофазного переноса анодного вещества, а при электроэрозионной обработке за счет взрывообразного выброса материала в области эмиссионного центра, также преимущественно в жидко-фазном состоянии. Рельеф обработанной поверхности определяется разме-ром микролунок, плотностью их? расположения, степенью перекрытия, объемом осажденной выбросной массы, характером разлета продуктов эрозии и многими другими факторами. С повышением энергии искрового воздействия и энтальпии плавления материала рельеф формирующейся поверхности принимает более развитую форму, характеризующуюся более высокой фрактальной размерностью. Но с повышением температуры жидкофазных эрозионных частиц возрастает их жидкотекучесть, поэтому осаждаемые капли расплава, затекая в микронеровности, приводят к снижению шероховатости поверхности и развитости рельефа. На основании изложенного можно заключить, что теоретическая зависимость фрактального размера, как характеристики развитости рельефа поверхности, с повышением энергии искрового воздействия должна носить экстремальный характер с наличием максимума. При образовании эрозионных частиц хрупкого разрушения фрактальный размер поверхностного рельефа возрастает.

Между степенью развитости поверхности и структурным состоянием приповерхностного слоя имеет место прямая зависимость. Поверхностная микроструктура с повышенной удельной величиной свободной энергии (или химического потенциала) должна характеризоваться меньшей величиной фрактальной размерности. При5 образовании поверхности за счет кристаллизации осажденных жидкокапельных частиц эрозионного разрушения, образующаяся микроструктура отличается мелкозернистостью и повышенной величиной фрактальной размерности границ кристаллитов.

В зоне термического влияния .фрактальная размерность границ зерен может меняться в зависимости от характера протекания рекристаллизации, выделения дисперсных частиц второй фазы и других микроструктурных термически активированных процессов.

Результаты измерения фрактальной размерности микролунок полученных в различных средах при воздействии на титановый образец из ОТ4-1 медным электродами инструментами-марки М1М, изготовленных методом штамповки и методом электроэрозионной вырезки представлены на рисунках 5.7, 5.8 и 5.9. Представленная фрактальная размерность является характеристикой развитости границы «микроворонки», образованной в результате выброса разрушающегося материала и его переноса в жидкофазном состоянии в близлежащую зону.

Рабочие жидкости в процессе ЭЭО играют важную роль. Они служат средой, в которой развивается канал разряда, проявляются законы гидродинамики, обеспечивающие удаления из межэлектродного промежутка продуктов эрозии и отвод выделяемого тепла. Химический состав рабочей жидкости оказывает влияние на ход термохимических реакций на электродах [102]. Электрическое сопротивление (диэлектрические свойства) рабочей среды определяют величину пробивного зазора при заданной амплитуде напряжения и, следовательно, соотношение между энергией, выделяющейся на катоде и аноде. Общая закономерность при этом такова: чем выше диэлектрические свойства среды, тем меньше величина пробивного зазора, выше эффект полярности, хуже условия удаления _ продуктов эрозии из рабочей зоны. Плотность рабочей жидкости влияет на скорость расширения канала разряда.

Похожие диссертации на Влияние вторичных структур на технологические параметры электроэрозионной обработки титановых сплавов