[發明專利]電極頭、電極頭加工方法及氣膜孔加工方法

有效

• 申請號: 202110337059.X
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113042839B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 王志強;劉福聰;郭培培
• 申請（專利權）人: 天津職業技術師范大學(中國職業培訓指導教師進修中心)
• 主分類號: B23H9/14
• 分類號: B23H9/14;B23H1/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 郭金鑫

本發明提供了一種電極頭、電極頭加工方法及氣膜孔加工方法，涉及氣膜孔加工技術領域，本發明提供的電極頭，包括：基體和覆蓋于基體外表面的鍍層；鍍層相對于基體的熱傳導相對系數小于1。在本發明提供的電極頭、電極頭加工方法及氣膜孔加工方法中，具有鍍層的電極頭能夠在孔壁表面形成較薄的重鑄層，從而降低氣膜孔內壁產生裂紋的概率。即使采用較大脈沖能量為電極頭供能，仍然可以形成較薄的重鑄層，提高了氣膜孔的加工效率。

技術領域

本發明涉及氣膜孔加工技術領域，尤其是涉及一種電極頭、電極頭加工方法及氣膜孔加工方法。

背景技術

航空發動機的葉片采用冷卻氣體從相對葉片壁面傾斜一定角度的氣膜孔噴出，氣體在葉片外表面形成一層氣膜，從而將高溫燃氣與葉片表面隔離，起到降低葉片外表面溫度并保護葉片的作用。

由于氣膜孔在高溫高壓環境下工作，表面質量要求很高。氣膜孔的表面微裂紋直接影響葉片的疲勞壽命，嚴重威脅高空作業的飛機安全，因此氣膜孔的孔壁要求沒有裂紋。氣膜孔通常采用電火花加工，由于電火花加工的熱效應，工件放電凹坑中的部分熔化金屬未拋出，重新凝固在孔壁形成重鑄層。電火花加工表面微裂紋的數量和重鑄層的厚度有直接的關系，重鑄層越厚，微裂紋出現的概率越大。

加工氣膜孔的過程中，采用小脈沖能量雖然有助于減小重鑄層厚度，但也將導致電火花加工效率降低，難以滿足數量較多的氣膜孔加工需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電極頭、電極頭加工方法及氣膜孔加工方法，以降低電火花加工所產生的重鑄層厚度。

第一方面，本發明提供的電極頭，包括：基體和覆蓋于所述基體外表面的鍍層；

所述鍍層相對于所述基體的熱傳導相對系數小于1；

所述熱傳導相對系數采用以下公式計算：其中，μ為所述鍍層的熱傳導相對系數，λ_e1為所述鍍層的熱傳導系數，T_re1為所述鍍層的熔點，λ_e0為所述基體的熱傳導系數，T_re0為所述基體的熔點。

結合第一方面，本發明提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述鍍層相對于所述基體的汽化相對系數小于1；

所述汽化相對系數采用以下公式計算：其中，ε為所述鍍層的汽化相對系數，T_fe1為所述鍍層的沸點，C_e1為所述鍍層的比熱容，T_fe0為所述基體的沸點，C_e0為所述基體的比熱容。

結合第一方面，本發明提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述鍍層采用鋅、鈦、鉛或錫材質。

結合第一方面，本發明提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，所述基體采用黃銅或紫銅材質。

結合第一方面，本發明提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，所述基體設有導流孔。

第二方面，本發明提供的電極頭加工方法，包括以下步驟：

將鍍層涂覆于基體的外表面；

所述鍍層相對于所述基體的熱傳導相對系數小于1。

第三方面，本發明提供的氣膜孔加工方法，采用上述電極頭，且包括以下步驟：

將所述電極頭和工件中的其一與電源的正極連接，將所述電極頭和所述工件中的另一與所述電源的負極連接；

采用所述電極頭與所述工件之間的電火花在所述工件上加工氣膜孔。

結合第三方面，本發明提供了第三方面的第一種可能的實施方式，其中，所述電極頭與所述工件之間的電壓為60V～200V。