國(guó)內(nèi)外鋁管微弧氧化工藝研究 隨著現(xiàn)代工業(yè)對(duì)鋁合金材料厚度、硬度、粗糙度以及耐磨性等性能的更高要求,微弧氧化作為一項(xiàng)學(xué)科交叉技術(shù)越來(lái)越受到學(xué)者們的廣泛研究。本論文采用改進(jìn)PSO-SVM對(duì)微弧氧化工藝加工模型的建立及預(yù)測(cè),達(dá)到了降低模型預(yù)測(cè)值與實(shí)際輸出值的標(biāo)準(zhǔn)誤差的效果;在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的正負(fù)向單獨(dú)可調(diào)的雙脈沖電源系統(tǒng),在一定程度上理想降低微弧氧化的電源能耗;設(shè)計(jì)了多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化模糊控制方法,實(shí)現(xiàn)了提升模型預(yù)測(cè)的優(yōu)化效果。論文研究成果可為微弧氧化工藝優(yōu)化提供一定的借鑒。微弧氧化技術(shù)在鋁、鎂、鈦等金屬的膜層改良方面具有很好的實(shí)用價(jià)值。而當(dāng)下研究表明微弧氧化膜層質(zhì)量的衡量指標(biāo)受到各種工藝參數(shù)的綜合影響,針對(duì)當(dāng)前微弧氧化工藝輸入—輸出模型還沒(méi)有更好的科學(xué)解釋,而且微弧氧化輸入?yún)?shù)對(duì)輸出參數(shù)的映射模型的模糊性。利用不同功率的激光對(duì)膜層進(jìn)行重熔處理,采用掃描電子顯微鏡、X射線(xiàn)衍射儀、顯微硬度計(jì)、電化學(xué)工作站以及摩擦磨損實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析激光處理前后膜層的微觀結(jié)構(gòu)、相組成、顯微硬度、耐蝕性以及耐磨性能。結(jié)果表明:激光重熔處理使膜層進(jìn)行了重熔,膜層部分微孔被熔融物填充,膜層重新熔融冷卻后仍與基體結(jié)合良好,且更加致密。激光處理后的氧化膜仍然主要由γ-Al2O3相組成,并產(chǎn)生了少量α-Al2O3相。隨著激光功率的增加,硬度先增加后降低,激光功率為150W時(shí),顯微硬度最大,為625HV。電化學(xué)測(cè)試表明,經(jīng)150W激光處理后的膜層自腐蝕電位正移為-0.577V,自腐蝕電流密度降低為3.903×10-6 A/cm2。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)表明,磨損過(guò)程出現(xiàn)三體磨損,膜層表面出現(xiàn)剝落現(xiàn)象,磨損量約為基體的1/323。 本論文在微弧氧化工藝加工模型的建立和參數(shù)優(yōu)化控制問(wèn)題上,圍繞各種輸入影響因子參數(shù)(電流密度、脈沖頻率、占空比和氧化時(shí)間)與輸出膜層質(zhì)量指標(biāo)(膜層厚度、膜層粗糙度和膜層硬度)的復(fù)雜映射關(guān)系展開(kāi)。論文工作主要包括以下內(nèi)容:(1)通過(guò)在特定經(jīng)驗(yàn)配比的電解液體系下進(jìn)行試驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合材料歸納總結(jié)了微弧氧化工藝的成膜過(guò)程,以求掌握鋁合金微弧氧化工藝機(jī)理,為下一步模型建立做一定的鋪墊。(2)本論文采用改進(jìn)PSO-SVM算法建立工藝參數(shù)加工模型,改進(jìn)PSO算法發(fā)揮其快速收斂的全局模式與較高魯棒性的局部模式作用,優(yōu)化參數(shù)樣本集合;SVM對(duì)小樣本、非線(xiàn)性的問(wèn)題進(jìn)行線(xiàn)性問(wèn)題轉(zhuǎn)化,并作回歸擬合,建立了多輸入多輸出的參數(shù)預(yù)測(cè)模型。(3)在模型建立的基礎(chǔ)上,本論文設(shè)計(jì)了一款微弧氧化正負(fù)單獨(dú)可調(diào)的雙脈沖電源,分別進(jìn)行了電源電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電源控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)電源的節(jié)能降耗。(4)最后,針對(duì)微弧氧化工藝流程多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)：?guī)則進(jìn)行模糊推理,結(jié)合輸入?yún)?shù)對(duì)膜層質(zhì)量的影響權(quán)重對(duì)工藝加工參數(shù)整體優(yōu)化,設(shè)計(jì)了微弧氧化多目標(biāo)優(yōu)化模糊控制方法。
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