1、電解質(zhì)等離子拋光是一種“綠色”高質(zhì)高效的拋光金屬工件的特種加工方法,通過在工件和拋光液之間形成的氣層的放電去除作用實現(xiàn)對工件拋光。其拋光液為低濃度的鹽溶液,并可通過補充拋光鹽而循環(huán)使用,能夠解決機械拋光難于加工形狀復(fù)雜工件的問題,也可以解決化學(xué)和電解拋光難以避免的污染問題,應(yīng)用前景廣闊。
　　本文研究該拋光方法能夠?qū)崿F(xiàn)微觀整平的原因,揭示電解質(zhì)等離子拋光作用機制?；跉怏w放電的相關(guān)理論,研究拋光液成分對拋光效果的影響,發(fā)現(xiàn)電解質(zhì)等

2、離子拋光是一個氣體放電和化學(xué)反應(yīng)同時進行的動態(tài)過程,放電去除速度大于反應(yīng)生成速度是實現(xiàn)拋光的前提。通過實驗和分析得出以不同的方式將工件潛入拋光液時的伏安特性曲線和電流、電壓隨時間變化的曲線,確定最合理的工件下潛方式。利用相關(guān)儀器研究了電解質(zhì)等離子拋光前后不銹鋼試件的外形尺寸、粗糙度、耐腐蝕性、微觀形貌、表面化學(xué)成分和顯微硬度等表面狀態(tài)的變化。實驗結(jié)果一方面證明了電解質(zhì)等離子拋光可以達到理想的拋光效果,另一方面也在一定程度上驗證了所揭示的

3、拋光作用機制。
　　分析電解質(zhì)等離子拋光材料去除的熱傳導(dǎo)過程和工件表面獲得能量的方式,發(fā)現(xiàn)工件表面的熱流密度是影響去除速度的重要因素,工件表面所獲得的能量主要來自電子沖擊。根據(jù)材料去除機理,推導(dǎo)得出結(jié)論并實驗證實:在穩(wěn)定拋光狀態(tài)下,材料去除速度與電流密度成正比。依據(jù)實驗結(jié)果和分析,研究了電壓、拋光液濃度和溫度以及工件在拋光液中的下潛深度對材料去除速度的影響。建立表面粗糙度隨拋光時間變化的數(shù)學(xué)模型,實驗得出一定條件下經(jīng)過不同的拋光時

4、間后試件表面的實際粗糙度值,用這些實驗數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)模型進行非線性擬合,并根據(jù)擬合結(jié)果對數(shù)學(xué)模型進行修正,修成后的數(shù)學(xué)模型與實驗數(shù)據(jù)的擬合程度很好。在不同的拋光液溫度下,又進行兩組實驗,驗證了修正后的數(shù)模模型與實際拋光情況基本一致。
　　基于拋光作用機制和表面粗糙度隨拋光時間變化的數(shù)學(xué)模型,選取經(jīng)過一定時間的拋光后的試件表面粗糙度值和拋光過程中的電流密度作為實驗指標(biāo),進行四因素四水平的正交實驗,對實驗結(jié)果進行極差和方差分析,確定各因素

5、影響粗糙度和電流密度的主次順序和規(guī)律,獲得只考慮拋光效果和綜合考慮效果、成本、效率以及穩(wěn)定性的最優(yōu)的工藝參數(shù)組合。電解質(zhì)等離子拋光過程中受拋光產(chǎn)生的金屬微粒的干擾無法使用電導(dǎo)法對拋光液濃度進行檢測,為了解決這一問題,基于實驗提出兩種確定拋光過程中硫酸銨拋光液濃度的方法。一種方法是利用硫酸銨拋光液的濃度低于2.5wt％以后拋光的電流密度會明顯下降的現(xiàn)象,定時檢測拋光過程中電流值和拋光液溫度,以確定是否需要補充硫酸銨。另一種方法是通過實驗得

6、到一定拋光液溫度下拋光量與硫酸銨消耗量的關(guān)系,再在拋光過程中記錄拋光量計算硫酸銨拋光液濃度。前一種方法應(yīng)用起來更為簡便,可用于一般工業(yè)生產(chǎn);后一種方法適用于對拋光效果要求更高的加工。經(jīng)實驗驗證兩種方法均具有可行性。針對形狀復(fù)雜的工件,從氣層厚度和電場強度兩方面研究工件上的空間位置和形狀對拋光的影響。對于一些形狀特殊的工件的拋光方法進行研究。
　　根據(jù)電解質(zhì)等離子拋光及其工藝的研究成果,設(shè)計電解質(zhì)等離子拋光設(shè)備,并使用該設(shè)備加工多種