基于空化效应的软脆材料加工新方法的研究

项目名称： 基于空化效应的软脆材料加工新方法的研究

项目编号： No.51405442

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 楼飞燕

作者单位： 浙江工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 针对软脆材料加工过程中易产生划痕、凹坑、磨粒嵌入等表面损伤，提出一种基于空化效应的软脆材料加工新方法：利用空化装置使加工区域的水基加工液发生空化。所形成的空泡溃灭在加工液中产生微射流、冲击波和OH-氧化自由基。微射流和冲击波以机械作用的形式反复作用，在工件表面形成厚度极小的疲劳破坏层，OH-氧化自由基与工件表面发生化学反应生成氧化层，利用机械-化学作用协同对工件材料进行去除，实现软脆材料高效、低损伤加工。由于加工过程中不使用磨料，避免了工件表面划痕、磨粒嵌入等损伤，并减少了对环境的污染。本项目研究揭示加工过程中空化机理，分析空化效应下空泡流和空化流场的动力特性和分布规律，研究加工过程中的工件材料去除机理，探索空化效应定量控制的关键因素和方法，构建加工实验平台，优化加工方式及工艺参数，发展一种高效、高质量、低成本的加工新方法，对丰富精密超精密加工技术具有重要的科学意义和工程应用价值。

中文关键词： 空化效应；功能材料；串联式空化腔室；表面加工；仿真分析

英文摘要： A novel machining method that is based on cavitation effect for soft-brittle material is proposed to tackle with some defects such as scratches, pits, abrasive embedded on material surface. The novel method employed the cavitation equipment to induce cavi

英文关键词： cavitation effect；functional material；tandem cavitation chamber；surface processing；simulation analysis