拟稳态条件下AA6061铝合金和TC4钛合金的电化学清理磨削

doi:10.3969/j.issn.1004-132X.2022.15.005

中国机械工程 ›› 2022, Vol. 33 ›› Issue (15): 1794-1802，1809.DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.15.005

拟稳态条件下AA6061铝合金和TC4钛合金的电化学清理磨削

高宾华1;何训2;王其荣2;金滩1;尚振涛1

1.湖南大学机械与运载工程学院，长沙，410082
2.中国航发南方工业有限公司，株洲，412002

出版日期:2022-08-10 发布日期:2022-08-25
通讯作者: 尚振涛（通信作者），男，1977年生，讲师。研究方向为超精密加工技术、超精密检测、超精密装备开发。E-mail：huda_szt2005@hnu.edu.cn。
作者简介:高宾华，男，1991年生，博士研究生。研究方向为电化学清理磨削、磨削理论模型构建、超硬成形砂轮电化学-机械复合修整。E-mail：gaochuxu@163.com。
基金资助:
中国航发南方工业有限公司产学研研究合作项目(HFZL2019CXY007)

ECCG of Aluminum AA6061 and Titanium TC4 at Pseudo-steady States

GAO Binhua1;HE Xun2;WANG Qirong2;JIN Tan1;SHANG Zhentao1

1.College of Mechanical and Vehicle Engineering，Hunan University，Changsha，410082
2.AECC South Industry Co.， Ltd.，Zhuzhou，Hunan，412002

Online:2022-08-10 Published:2022-08-25

摘要/Abstract

摘要： 电化学清理磨削工艺（ECCG）可有效解决延塑性金属磨削时的砂轮黏附问题，该工艺成功应用的关键是使砂轮表面黏附物的形成率与其电解率相平衡。基于电化学原理和磨削机理分析，提出一种利用电解电流定量评估砂轮黏附率的新方法，确定了不同磨削参数下ECCG工艺所需的工作电压。在拟稳态条件下，利用该工艺对AA6061铝合金和TC4钛合金工件进行磨削加工。研究结果表明，ECCG工艺具有较强的可扩展性，可用于加工大型延塑性金属零件。

关键词: 电化学清理磨削, 铝合金, 钛合金, 砂轮黏附

Abstract: ECCG process was an effective method to solve wheel loading issue in grinding of ductile metal parts. Keeping the balance between loading material formation on wheel surfaces and the electrolysis was the key to successful application of this process. According to electrochemical theory and grinding mechanism， a new method was proposed to quantitatively evaluate wheel loading degree with electrolysis current， and the working voltages for different grinding parameters were determined during ECCG processes. Both of aluminum AA6061 and titanium TC4 were ground by this machining process at the pseudo-steady states. The results show that the ECCG process holds strong expandability and may be used for manufacturing large ductile metal parts.

Key words: electrochemical cleaning grinding（ECCG）, aluminum alloy, titanium alloy, wheel loading

中图分类号:

TG580.6

高宾华, 何训, 王其荣, 金滩, 尚振涛. 拟稳态条件下AA6061铝合金和TC4钛合金的电化学清理磨削[J]. 中国机械工程, 2022, 33(15): 1794-1802，1809.

GAO Binhua, HE Xun, WANG Qirong, JIN Tan, SHANG Zhentao. ECCG of Aluminum AA6061 and Titanium TC4 at Pseudo-steady States[J]. China Mechanical Engineering, 2022, 33(15): 1794-1802，1809.

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参考文献

［1］高宾华，保文成，陈超群，等. 延塑性航空合金磨削砂轮粘附及粘附抑制技术的研究现状与展望［J］. 航空制造技术， 2021， 64（7）：53-71.
GAO Binhua， BAO Wencheng， CHEN Chaoqun， et al. Research Status and Future Development of Wheel Loading and Suppressed in Grinding of Ductility Aeronautical Alloys［J］. Aeronautical Manufacturing Technology， 2021， 64（7）：53-71.
［2］CAI R， ROWE W B， MORGAN M N. The Effect of Porosity on the Grinding Performance of Vitrified CBN Wheels［J］. Key Engineering Materials， 2003， 238：295-300.
［3］CAI R， ROWE W B. Assessment of Vitrified CBN Wheels for Precision Grinding［J］. International Journal of Machine Tools & Manufacture， 2004， 44：1391-1402.
［4］HUANG G Q， YU K F， ZHANG M Q， et al. Grinding Characteristics of Aluminium Alloy 4032 with a Brazed Diamond Wheel［J］. International Journal of Advanced Manufacturing Technology， 2018， 95：4573-4581.
［5］ADIBI H， REZAEI S M， SARHAN A A D. Investigation on Using High-pressure Fluid Jet in Grinding Process for Less Wheel Loaded Areas［J］. International Journal of Advanced Manufacturing Technology， 2014， 70：2233-2240.
［6］HEINZEL C， ANTSUPOV G. Prevention of Wheel Clogging in Creep Feed Grinding by Efficient Tool Cleaning［J］. CIRP Annals—Manufacturing Technology， 2012， 61：323-326.
［7］CHEN X， FENG Z M. Effectiveness of Laser Cleaning for Grinding Wheel Loading［J］. Key Engineering Materials， 2003， 238/239：289-294.
［8］HASCALIK A， CAYDA U. A Comparative Study of Surface Integrity of Ti-6Al-4V Alloy Machined by EDM and AECG［J］. Journal of Materials Processing Technology， 2007， 190：173-180.
［9］QU N S， ZHANG Q L， FANG X L， et al. Experimental Investigation on Electrochemical Grinding of Inconel718［J］. Procedia CIRP， 2015， 35：16-19.
［10］GOSWAMI R N， MITRA S， SARKAR S. Experimental Investigation on Electrochemical Grinding（ECG）of Alumina-aluminum Interpenetrating Phase Composite［J］. International Journal of Advanced Manufacturing Technology， 2009， 40（7/8）：729-741.
［11］TEHRANI A F， ATKINSON J. Overcut in Pulsed Electrochemical Grinding［J］. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part B：Journal of Engineering Manufacture， 2000， 214（4）：259-269.
［12］KOZAK J， SKRABALAK G. Analysis of Abrasive Electrochemical Grinding Process（AECG）［J］. Lecture Notes in Engineering and Computer Science， 2014， 2212（1）：1147-1152.
［13］GAO B， JIN T， QU M， et al. Electrochemical Cleaning Grinding（ECCG）of Aluminum Alloy 6061 with Electroconductive Resin-bonded Diamond Wheels［J］. Journal of Manufacturing Processes， 2020， 57：806-816.
［14］RAJAGOPAL C， SATYAM M. Studies on Electrical Conductivity of Insulator-conductor Composites［J］. Journal of Applied Physics， 1978， 49（11）：5536-5542.
［15］SIMMONS J G. Generalized Formula for the Electric Tunnel Effect between Similar Electrodes Separated by a Thin Insulating Film［J］. Journal of Applied Physics， 1963， 34（6）：1793-1803.
［16］VANBEEK L K H， VAN PUL B I C F. Internal Field Emission in Carbon Black-loaded Natural Rubber Vulcanizates［J］. Journal of Applied Polymer Science， 1962， 24：651-655.
［17］HOU Z， KOMANDURI R. On the Mechanics of the Grinding Process：Part I. Stochastic Nature of the Grinding Process［J］. International Journal of Machine Tools & Manufacture， 2003， 43：1579-1593.
［18］MatWeb：Aluminum 6061-T6， 6061-T651 ［EB/OL］. Blacksburg：MatWeb LLC， 1990［2020-08-01］. http：∥www. matweb. com/.
［19］MatWeb：Titanium Ti-6Al-4V（Grade 5）， Annealed ［EB/OL］. Blacksburg：MatWeb LLC， 2008［2020-08-01］. http：∥www. matweb. com/.
［20］OPOZ T T， CHEN X. Experimental Investigation of Material Removal Mechanism in Single Grit Grinding［J］. International Journal of Machine Tools & Manufacture， 2012， 63：32-40.

[1]	杨自豪, 范增华, 张翔, 高军. 钛合金管内表面的化学辅助磁性剪切增稠抛光实验研究[J]. 中国机械工程, 2025, 36(12): 2846-2853.
[2]	莫帅, 张燕琛, 李亚鑫, 李贝贝, 陈素姣, 彭南江, 张伟. 铝合金搅拌摩擦焊系统非线性振动特性[J]. 中国机械工程, 2025, 36(12): 3023-3029.
[3]	王亚辉1, 2, 3, 黄亮1, 2, 刘翔1, 2. 固溶处理对锻/增复合成形TC4钛合金件的显微组织和力学性能的影响[J]. 中国机械工程, 2025, 36(06): 1314-1321.
[4]	郑金滔, 马浩然, 王进, 刘国梁. 超声辅助纳米流体微量润滑车削钛合金实验研究[J]. 中国机械工程, 2025, 36(04): 743-752,759.
[5]	周金华1, 2, 齐琪1, 2, 任军学1, 2, 詹梅1, 2. 锥度球头刀四轴铣削TC4残余应力梯度分布反解[J]. 中国机械工程, 2025, 36(04): 770-779.
[6]	谭靓1, 2, 樊怡3, 姚倡锋1, 2. 400 ℃高周疲劳下TC17超声冲击强化表面状态演化规律研究[J]. 中国机械工程, 2025, 36(04): 790-801.
[7]	焦纪强1, 2, 蒙峻2, 谢文君2, 郭方准1. 钛合金内衬薄壁腔体结构设计与性能研究[J]. 中国机械工程, 2025, 36(02): 265-270.
[8]	雷付煜1, 徐小旭2, 赵亚明2, 罗军1, 马超1, 徐从昌1, 李落星13. 加载角度对6082铝合金自冲铆接接头疲劳性能及失效模式的影响[J]. 中国机械工程, 2025, 36(01): 141-151.
[9]	刘维1, 张敏1, 彭博1, 李佳琪1, 孟正华2, 黄尚宇1. 非涡流电磁成形中铝合金板料本构模型建立[J]. 中国机械工程, 2024, 35(12): 2122-2131.
[10]	崔晓辉1, 2, 余卓行1, 肖昂3, 颜子钦4, 阳光1, 王瀚鹏1, 李瑞1. 瞬时电流和后续时效对7075铝合金力学性能和微观组织的影响[J]. 中国机械工程, 2024, 35(12): 2139-2148.
[11]	刘昊1, 黄亮1, 孙怡然1, 周巍1, 唐天宇1, 门向南2, 邓涛2, 苏红亮2. 2024铝合金锥形孔电磁翻边线圈设计及成形工艺研究[J]. 中国机械工程, 2024, 35(12): 2149-2156.
[12]	夏亮亮1, 徐勇2, 李杰3, 解文龙2, 刘雪飞3, 张士宏2. 高应变速率下铝合金增塑降弹效应研究[J]. 中国机械工程, 2024, 35(12): 2177-2184.
[13]	范治松, 李宁, 徐立凯, 邓将华. 6063铝/20钢管磁脉冲胀形连接工艺研究[J]. 中国机械工程, 2024, 35(12): 2185-2192.
[14]	徐成宇, 张万一, 张天鸿, 朱永伟. 固结磨料小工具头修形抛光钛合金叶片试验研究[J]. 中国机械工程, 2024, 35(09): 1606-1612.
[15]	彭宇欣1, 2, 3, 刘省1, 2, 3, 胡心彬1, 2, 3. Ni中间层对6061T6铝合金板/08Al异种金属电阻点焊接头的力学性能及组织的影响[J]. 中国机械工程, 2024, 35(07): 1290-1298.

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