毕业论文_殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究.doc文档下载39页 ㊣ 精品文档 值得下载

道电火花加工研究摘要殷钢，属于铁镍合金的种，因其形变随温度变化极小，故可作为高发热量高精密仪器的散热元件。

针对种大口径水冷式仪器冷却板的制造要求，根据水冷式腔镜换热效率和结构稳定性对冷却微流道的形状尺寸排列方式加工精度及表面质量的要求，提出了采用叠加组合紫铜板铣削紫铜电极进行微细电火花加工以及采用锯片铣刀进行微细铣削加工殷钢冷却板冷却微流道的技术方案。

使用组合紫铜版电极铣削紫铜块电极对殷钢表面的微流道进行电火花加工试验，分析殷钢电火花加工特性，并通过分析加工后殷钢外形整体形貌材料去除率表面质量侧面间隙电极损耗速度等，结果表明，组合式紫铜板电极不适合殷钢冷却板微流道的微细电火花加工，而铣削紫铜块电极可以作为殷钢冷却板微流道电火花加工的工具电极。

使用锯片铣刀交叉微铣削殷钢冷却板微流道，第次铣削的微槽口形貌较好，没有飞边现象，但是交叉铣削时，由于槽壁的刚度较差，会产生严重的飞边现象。

考虑到电火花加工时工具电极磨损严重，价格高，提出了先铣削后电火花加工的方法，经试验，该方法得到的微槽形貌精度均能够满足要求，从而得出结论利用铣削与电火花组合加工的方法进行微流道的加工。

关键词电火花加工殷钢微流道高能散热元件殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究摘要绪论研究的背景与意义研究的背景研究的意义及主要工作殷钢的性质及应用殷钢的性质殷钢的发展历史及应用前景电火花加工技术电火花加工技术简介电火花加工技术的发展趋势电火花加工试验殷钢加工试样制备工具电极的制备方法铜板叠加式组合电极体式紫铜工具电极工具电极的选择电火花加工电火花加工试验交叉加工试验本章小结试验结果电极的检测及分析工具电极外观变化工具电极微观形貌及检测工件的检测及分析电火花加工工件检测交叉加工工件检测本章小结技术经济分析殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究结论参考文献致谢殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究绪论研究的背景与意义研究的背景军工仪器的反射镜在正常工作时发热量极大，由于绝大多数材料都有热胀冷缩的特点，因此该仪器如果应用普通材料，势必会受到热胀冷缩的影响，其精度将大大降低，甚至不能正常工作，所以开发该仪器的主要工作放在了寻找形变受温度变化影响极小的特殊材料和仪器的散热问题上。

殷钢，由于其热膨胀系数极小，甚至在特定温度段内其形状不发生变化，为了突出殷钢的该特性，人们把体积外形不随温度而变化的现象叫做殷钢效应，可见殷钢体积的热稳定性很好。

因此，研究人员就把殷钢应用到了仪器的散热部分。

该仪器采用水冷式散热，而在水冷系统中，液体水流经的沟槽越细，温升越小，散热效果越好。

所以，就要研究如何在殷钢冷却板上加工出微流道。

研究的意义及主要工作殷钢在该军工大口径水冷仪器的散热中起到至关重要的作用，该仪器采用水冷系统，殷钢的低热膨胀率使其在保证仪器高能量高精度的前提下拥有良好地散热效果。

而在水冷系统中，液体水流经的沟槽越细，温升越小，散热效果越好。

因此，研究殷钢的电火花加工有着深远的意义。

殷钢冷却板冷却微流道的电火花加工的研究，对该军工仪器的有效散热起着至关重要的作用。

该项目处于试验阶段，在实验室做试验时，只需要在小块的殷钢试样上加工出宽深的沟槽即可，没必要使用与原散热板大小的殷钢板。

试验中所使用的殷钢块体体积尺寸约为。

试验所用的原材料为大块殷钢约，表面凹凸不平异常粗糙且已被氧化，不能直接使用，需要进行进步的加工才能用于试验。

该项目所进行的加工试验有铜板组合电极的制备铣削制备紫铜棒电极殷钢试样的制备④紫铜棒电极电火花加工殷钢试样片铣刀垂直交叉铣削殷钢试样殷钢试样先铣削再电火花加工电火花加工前殷钢试样工具电极表面形貌的观察测量电火花加工后殷钢试样工具电极表面形貌的观察测量。

殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究仪器上用到的殷钢冷却板的形貌，其外形的示意图如图所示。

实际该殷钢散热板的尺寸为，其表面上为宽深间隔的垂直交叉的沟槽。

图殷钢冷却板示意图殷钢的性质及应用随着科学技术，尤其是电子产品的快速进步发展，航空航天和其他先进科学技术领域对材料的性能提出了更多更高更严格的要求，以满足科技发展的要求。

其中低热膨胀系数的合金在现代化制造中尤其重要。

殷钢就是这样种材料，对其加工特性做进步的研究有着重要的现实意义。

年，瑞士物理学家夏尔爱德华纪尧姆为了寻找种不随温度变化而发生形变的金属材料来制造大地测量仪时发现了殷钢。

他在测试镍含量在的镍铁合金时发现当镍的含量为时合金的热膨胀系数最小，这种面殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究心立方体晶格结构的特殊合金在冶炼过程中有不寻常的机械和磁特性，因其形状不随温度变化而被命名为殷钢的音译。

殷钢的性质殷钢，属于铁镍合金，含铁，镍，碳，这种合金材料最大的特点是形变随温度变化很小，适合做变形随温度变化有严格要求的工具。

与殷钢有类似特点的材料还有殷钢，超殷钢，不锈殷钢，非晶合金等。

其中，最典型的为，在前沿科技如精密仪器航空航天中应用最广，。

的各化学成分及含量如表所示。

表的化学成分质量份数余量在大气温度范围内，殷钢合金线性热膨胀系数非常之低。

依照，在保护气氛或者真空中加热殷钢合金至并且保温分钟，之后以小于等于的速度冷却至以下并移出保温炉，得到合金的平均线膨胀系数。

殷钢在不同温度范围内的平均热膨胀系数见表。

表不同温度范围中殷钢合金的平均热膨胀系数温度范围平均线膨胀系数温度范围平均线膨胀系数图显示了殷钢的热膨胀系数随组成成分的变化，从图中也可看出随着含量的变化，膨胀系数曲线有个明显的低谷，而随着含量的变多或者变少都会引起殷钢热膨胀系数明显的变化。

殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究图殷钢的热膨胀系数成分曲线图示出了殷钢膨胀系数温度曲线。

在室温下，含量的热膨胀系数值很小很稳定，但当温度升高到定范围时，膨胀系数将显著增加，温度为左右时，随着温度的升高，值迅速升高。

相比之下，纯和其他几种不同百分含量的金属的热膨胀系数在图中并给出。

由比较图可以看出，在常温和低温条件下，殷钢的热膨胀系数不仅小，而且相对稳定。

图几种合金及纯的热膨胀系数温度曲线殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究常见的奥氏体殷钢材料伸长率和断面收缩率都较高，但硬度相对较低，弹性模量比常见的各种钢都要小，室温下，与灰口铸铁的水平相当，如表所示。

表合金的力学性能抗拉强度屈服点伸长率面缩率维氏硬度弹性模量殷钢的发展历史及应用前景因为殷钢材料具有热膨胀系数低塑性良好性能稳定等优点，其应用领域正在逐步扩大。

由过去单纯的应用在精密测量仪器逐渐向电子行业和特殊领域扩展。

自从殷钢及其同族铁镍合金问世以来，因其具有低热膨胀系数而得到了广泛的应用，应用范围也在迅速的发展。

殷钢最早被用于测量仪用薄带细丝以及座钟的钟摆等。

上个世纪年代，铁镍合金取代铂用作与玻璃封接的引丝，从而大大降低了成本。

除此之外，铁镍合金还被广泛应用于灯泡校对量规用的测量仪器恒温器中作控温用的热双金属片无线电电子管和机器零件等。

白炽灯泡封接头的引线也是用镀铜铁镍合金又被叫做杜镁丝做的。

第二次世界大战极大地刺激了对殷钢的需求。

铁镍合金在真空管以及电子行业的其它产品的发展中的需求日益增加。

到上世纪年代和年代，铁镍合金的使用量更是不断增加，应用范围涉及发动机空机器电视机温度补偿弹簧断路器中热双金属片的被动层以及空调机等方面。

在半导体器件和微处理器中的引线通孔封装和盖罩封接中被用作封接合金。

上世纪年代到年代热双金属市场继续扩大。

由于殷钢在所发现金属及合金中热膨胀率是最小的，其非常适合应用于油轮液化天然气的储罐。

用传统奥氏体不锈钢来做这种材料时，为了吸收输送管道在极低温度中的热收缩，管道必须设计成特殊的回路结构。

殷钢在极低温度下的热膨胀系数仅为奥氏体不锈钢的，因此用殷钢来作为输送管道的材料就不需要这样的设计，可以极大地节省建设费用。

近年来，合金在高分辨率阴极射线管显像管的荫罩中发挥出其潜力。

在欧洲和日本，学者和科学家们利用殷钢合金解决了荫罩的穹面效应。

在美国，科学家们将殷钢合金与高热膨胀系数的合金组合制造出的挠曲弹簧片，用作荫罩彩色荧光粉重新定位的装置。

殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究殷钢在现代科技中的应用还包括精密激光设备和光学测量系统及波导管中的结构元件显微镜天文望远镜中巨大透镜的支撑系统和需要安装透镜的各种各样的科学仪器当中。

在航空航天工业中，已经成功利用殷钢模具压铸复合材料部件。

尤其在新代飞机用零件中，必须保证先进的复合材料在中等温度下凝固时与模具保持很狭窄的尺寸公差，殷钢的优点使其成为不可或缺的材料。

电火花加工技术电火花加工又叫放电加工电蚀加工。

因为在加工过程中有火花出现，所以在我国叫做电火花加工，而日本美国英国称之为放电加工，俄罗斯人把它叫做电蚀加工。

它利用两电极间脉冲放电时产生局部瞬时的高能量来腐蚀工件，从而达到去除材料的目的，完成所需要的加工。

它在学术中属于电物理加工范畴。

电火花加工技术属于特种加工技术。

电火花加工技术简介电火花加工在性质上是种完全不同于传统机械加工的新工艺新技术。

传统的机械加工方法是利用相对硬度比被加工零件硬的刀具与被加工零件之间的相对运动，从而去除多余材料来达到加工工件的目的。

但随着科学技术的进步和工业生产的发展，具有高熔点高强度高硬度高粘性高脆性高韧性高纯度的性能的新材料的不断出现，越来越多的工件具有各种复杂结构且需要特殊方法进行加工，仍然单独采用传统的机械加工方法，有时是难以加工或根本就无法加工的。

因此，人们不仅要进步发展和完善机械加工方法，还需要努力寻求新的加工方法。

电火花加工方法能够满足