金属玻璃微细电解线切割加工技术研究

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51775276
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0509.加工制造
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The metallic glasses pose great and wide potential in the miniaturization and precise treatment of various products, due to its outstanding properties. However, the micro processing technologies of metallic glasses are not yet mature, to a certain extent hindered its wide application. The crystallization of metallic glasses in the machining process poses a great challenge to existing processing techniques in case of impairing its properties. Micro wire electrochemical machining, in which process the materials are removed by anodic dissolutions at a low temperature, proposes an ideal way to process metallic glasses, without producing stresses and crystallization. This project will systematically study the machining characteristics of metallic glasses utilizing micro wire electrochemical machining. The electrochemical dissolving mechanism and characteristics of metallic glasses will be investigated. The distribution of front and side machining gap would be revealed by proposed “Kerf Electrodeposition” method. In order to removing the electrolytic products out of the narrow machining gap, a method for enhancing the mass transport during micro wire electrochemical machining is put forward with linear reciprocating motion of the workpiece. Moreover, the situ fabrication of sub-micro and nano wire electrode made out of metallic glasses by vertical liquid membrance electrochemical etching will be carried out. Micro wire electrochemical machining at sub-micrometer and nanometer scale will be studied either. The effects of various factors on the machining accuracy of micro wire electrochemical machining of metallic glasses will be researched. Finally, micro structures of metallic glasses with high quality can be fabricated by wire electrochemical machining. This project will provide an efficient micro fabrication method of metallic glasses and promote its engineering application.
金属玻璃具有优异的材料性能,在产品微小型化、精密化方面已展现出重要和广阔的应用前景。但是,金属玻璃微加工技术还不成熟,在一定程度上阻碍了其广泛应用。防止材料在加工过程中发生晶化,避免其优越性能的丢失,是对各种加工技术的挑战。微细电解线切割基于电化学阳极溶解原理对材料进行加工,加工温度低,没有加工应力,材料不会晶化,是制造金属玻璃微结构零件理想的技术手段。本项目将系统研究金属玻璃微细电解线切割加工技术,揭示金属玻璃的电化学溶解机理和特性;提出“切缝电沉积填充法”测量加工间隙,揭示金属玻璃微细电解线切割加工端面及法向加工间隙分布规律;提出工件往复运动强化传质措施,解决加工金属玻璃时产物排出难题;提出竖直液膜电化学腐蚀法制备亚微米/纳米尺度金属玻璃线电极,探索亚微米/纳米微细电解线切割加工;掌握金属玻璃微细电解线切割加工工艺规律,实现金属玻璃微结构的高品质加工,丰富其微加工手段,推动其工程应用。

结项摘要

金属玻璃具有优异的物理化学性能,为新型航空机载设备和武器系统提供了性能优良的材料,其微型零部件成型时,不仅要满足加工质量,还要防止材料晶化,是对各种制造技术的巨大挑战,微细电解线切割技术是制造金属玻璃微型结构的一种理想技术手段。本项目系统性的研究了金属玻璃微细电解线切割加工技术,重点揭示了微缝间隙分布规律,依托电解加工机理,结合“切缝电沉积填充法”推导并修正了微缝端面间隙与侧面间隙以及加工参数之间的关系模型,突破微细电解线切割间隙的可视化测量、数学物理模型的理论推导等关键问题,完成金属玻璃微细电解线切割间隙分布规律的探索。分析了金属玻璃的电化学溶解机理,根据材料电化学特性与电解加工之间的联系,提出了碳纳米管纤维线电极运丝微细电解加工方法,采用亲水碳纳米纤维作为线电极,加强线电极对间隙内产物的拖拽效果,同时提出了工件往复运动加强传质效果,解决了加工金属玻璃时产物排除难题。针对零部件的进一步微型化,提出了竖直液膜电化学腐蚀法制备亚微尺度电极,实现了亚微米微细电解线切割加工。本项目掌握了金属玻璃微细电解线切割加工工艺规律,丰富和完善了微细电解线切割加工的理论与技术体系,提升了其工艺能力,为金属玻璃材料高新技术产品的研制提供了重要的技术支撑。.已发表学术论文18篇,其中SCI源期刊12篇;授权国家发明专利13项;已毕业博士研究生3名,在读博士研究生1名,已毕业硕士研究生6名。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(13)
Surface Characteristics of Ni-Based Metallic Glass in Wire Electrochemical Micro Machining
电化学微加工中镍基金属玻璃的表面特性
  • DOI:
    10.1149/2.1111713jes
  • 发表时间:
    2017-01-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Zeng, Yongbin;Meng, Lingchao;Fang, Xiaolong
  • 通讯作者:
    Fang, Xiaolong
Integral fabrication of terahertz hollow-core metal rectangular waveguides with a combined process using wire electrochemical micromachining, electrochemical deposition, and selective chemical dissolution
采用线材电化学微加工、电化学沉积和选择性化学溶解的组合工艺整体制造太赫兹空心金属矩形波导
  • DOI:
    10.1007/s00170-019-04680-4
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Bi, Xiaolei;Zeng, Yongbin;Qu, Ningsong
  • 通讯作者:
    Qu, Ningsong
锆基金属玻璃电化学特性及微细电解线切割实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    电加工与模具
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于焱;孟岭超;曾永彬;房晓龙
  • 通讯作者:
    房晓龙
Fabrication of Fe-based metal glass microelectrodes by a vertical liquid membrane electrochemical etching method
立式液膜电化学刻蚀法制备铁基金属玻璃微电极
  • DOI:
    10.1063/1.5142702
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Review of Scientific Instruments
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Wu Xiujuan;Sang Yumeng;Yang Tao;Zeng Yongbin
  • 通讯作者:
    Zeng Yongbin
Multiple slit electrochemical micromachining using a single wire and a constant inter-electrode voltage
使用单线和恒定电极间电压的多狭缝电化学微加工
  • DOI:
    10.1007/s00170-019-04143-w
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Fang Xiaolong;Wu Yu;Tong Pinzhou;Zeng Yongbin
  • 通讯作者:
    Zeng Yongbin
共 14 条
  • 1
  • 2
  • 3
前往

其他文献

活动屏蔽膜板高深宽比微细电铸技术研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国机械工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱荻;曾永彬;曲宁松;胡洋洋
  • 通讯作者:
    胡洋洋
碳纳米管工具电极的制备
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    纳米技术与精密工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孟岭超;曾永彬;曲宁松;吴修娟;朱荻
  • 通讯作者:
    朱荻
屏蔽膜板随动式微细电铸技术基础
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国机械工程(已录用)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾永彬;朱荻;明平美;胡洋洋
  • 通讯作者:
    胡洋洋
线电极微幅振动电解线切割研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱兵;朱荻;曾永彬;王少华
  • 通讯作者:
    王少华
电解线切割加工技术试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国机械工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾永彬;朱兵;王少华;朱荻
  • 通讯作者:
    朱荻
共 37 条
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 8
前往

正在为您生成内容...

曾永彬的其他基金

大厚度金属材料螺旋线电极电火花增强电解切割技术研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
大厚度金属材料螺旋线电极电火花增强电解切割技术研究
  • 批准号:
    52175413
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
阵列微缝结构多线微细电解线切割加工技术基础研究
  • 批准号:
    51375238
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
环形微线电极单向走丝微细电解线切割技术研究
  • 批准号:
    51005120
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目