工艺·装备《电加工与模具》2012年第1期绝缘涂层构件电化学放电穿孔技术张有，刘志东，邱明波，陈益飞(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：研究了绝缘涂层构件的电化学放电加工原理与5种放电过程及其电压电流波形特点。分析了绝缘涂层构件穿孔技术中的绝缘涂层材料加工、绝缘涂层与基体金属过渡加工及基体金属加工3种不同状态及其特点，采用不同的进给速度和加工电压，以提高加工效率和质量。对钛合金基体的氧化锆陶瓷涂层材料进行了电化学放电穿孔实验，验证了该方法是可行的。关键词：绝缘涂层；基体金属；电化学放电；穿孔中图分类号：T(诵62文献标识码：A文章编号：1009—279X(2012)01—0051—05TechnologyofInsulatorCoatingComponentsinElectrochemicalDischargeHoleMachiningZhangYou，LiuZhidong，QiuMingbo，ChenYifei(NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Thisarticlestudiedthetheoryandfiveprocessesofelectrochemicaldischargemachining(ECDM)oninsulatorcoatingcomponents，includingthecharacteristicsofvoltageandcurrentwave—formsoffiveprocesses．Tryingdifferentfeedspeedsandmachiningvoltages，threedifferentmechani—calstatusofholemachining，suchasinsulatorcoatingmachining，transitionmachiningandmetalma—trixmachiningareanalyzed．Toimprovetheprocessingefficiencyandquality．TheexperimentofEC—DMholemachiningwasdoneonzireoniacoatingmaterialwhichmetalmatrixistitaniumalloyandthismethodwasprovedfeasible．Keywords：insulatorcoating；metalmatrix；electrochemicaldischargemachining；holemachining随着航空涡轮发动机涡轮前温度的不断提高，采用高温合金制造的发动机热端部件广泛采用了气膜冷却技术。其中，气膜冷却孔的孔径一般在0．25～1．25mm之间，每片叶片有数十至数百个，燃烧室有数万个之多[1】。先进燃气涡轮机的受热部件处于高温氧化和高温气流冲蚀等恶劣环境中，承受温度接近2000℃，超出了多数高温合金的工作范围旧。。将金属的高强度、高韧性与陶瓷的耐高温等优点结合起来所制备出的热障涂层，为解决上述问题提供了一种途径，它能起到隔热、抗氧化、防腐蚀的作用，提高了热端部件的使用寿命b。5]。陶瓷材料具有熔点高、硬度高、化学性能稳定等特性，是热障涂层的理想材料。但热端部件上增加收稿日期：2011—11—22第一作者简介：张有，男，1985年生。硕士研究生。热障涂层后，就会将原来金属小孑L的位置遮挡住。由于涂层材料是绝缘体，基体是金属，这种复合结构的工件材料具有复杂的电导率、硬脆特性和热导特性，故要在热端部件上进行小孔加工具有一定的难度。金属材料的小孑L加工主要有钻削、电火花、激光及电解等加工方法，气膜冷却孔的穿孔工艺中，以电火花加工技术最成熟，应用时间也最长⋯。绝缘陶瓷材料的小孔加工主要有电化学放电、钻削、超声波及激光等加工方法。钻削加工中钻头磨损严重，加工孔的入口和出口处崩刃现象严重；超声波加工中工具更换麻烦，加工效率也很低；激光加工后会产生一定的应力变形和不同程度的微裂纹，加工出的孔具有一定的斜度∞j。电化学放电加工是依靠电解液电解产生的气体引起电极与电解液之间的放电，从而将工件材料去一51—万方数据<电加工与模具》2012年第1期工艺-装备除掉。日本学者对电化学放电进行了深人的研究，认为该方法能克服以上几种方法的缺点。具有加工成本低且质量高、电极损耗小等优点，是加工绝缘陶瓷材科的一种重要方法。由于绝缘陶瓷电化学放电加工在能量分配方式、材料蚀除机理等方面都比传统电火花加工技术复杂，因此其加工机理的研究难度较大，很大程度上限制了绝缘陶瓷电化学放电加工技术的进一步提升与推广。本文将基于电化学放电原理。进行绝缘涂层构件穿孔技术的研究。1绝缘涂层构件电化学放电1．1加工原理及试验装置电化学放电加工是借助于电解液和辅助电极问的火花放电作用来蚀除非导电工件的一种电加工方法。电化学放电加工中，工件采用浸没式加工，保证能持续稳定地放电；但当电极浸入溶液一...
