答辩博士：奚欣欣
指导教师：丁文锋 教授
论文题目：钛铝金属间化合物叶片榫头缓进深切磨削技术研究
答辩委员会：
主席：袁军堂 教授 南京理工大学
委员：谭业发 教授 陆军工程大学
曲宁松 教授 南京航空航天大学
徐九华 教授 南京航空航天大学
李 亮 教授 南京航空航天大学
苏宏华 教授 南京航空航天大学
丁文锋 教授 南京航空航天大学
秘书：张全利 副教授 南京航空航天大学
时间： 2021年6月7日14:00
地点： 南航明故宫校区15号楼341会议室
学位论文简介：
钛铝（TiAl）金属间化合物具有密度低、强度高、热强性好、阻燃能力优于普通钛合金等优异特性，已在航空发动机关键零部件（低压涡轮叶片等）获得应用。现阶段，缓进深切磨削技术是加工叶片榫头等复杂型面的重要工序。然而，作为典型的难加工材料，TiAl金属间化合物的磨削过程存在弧区温度过高导致的加工效率低下以及表面热损伤等问题。对叶片榫头而言，温度的分布特征更为复杂，使得上述问题更为突出。
为此，本文开展了TiAl叶片榫头缓进深切磨削技术研究，针对磨削加工性表征、磨削烧伤评价和机理、榫头磨削温度分布和磨削工艺优化四个方面进行探讨，完成的主要内容包括：
（1）采用SiC砂轮、SG砂轮、CBN砂轮和金刚石砂轮开展了TiAl金属间化合物缓进深切磨削加工性研究，从磨削力和比能、砂轮磨损和磨屑特征等方面对其磨削加工性进行了表征。
（2）探明了上述四种砂轮磨削TiAl金属间化合物时发生磨削烧伤的临界材料去除率。结果显示，选用金刚石砂轮可获得比CBN砂轮更大的材料去除率。通过X射线光电子能谱对磨削烧伤机理进行了分析。
（3）建立了适用于TiAl金属间化合物叶片榫头磨削温度场分析的有限元模型，并通过与试验数据对比确认了结果可靠性。
（4）基于以上研究结论，采用SiC砂轮、SG砂轮和金刚石砂轮开展了TiAl金属间化合物叶片榫头缓进深切磨削工艺研究。
论文的主要创新点在于：
（1）阐明了磨削烧伤是TiAl金属间化合物高效磨削过程中的主要问题。采用XPS分析的方法揭示了Ti和Al的严重氧化是烧伤的主要机理，并对其氧化状态和沿深度方向的变化进行了深入探讨。
（2）建立了用于TiAl金属间化合物低压涡轮叶片榫头磨削温度分析的三维有限元仿真模型，探明了齿顶温度高于其它区域这一重要温度分布特征，为避免榫头磨削烧伤、提高磨削效率奠定了基础。
（3）明确了微晶刚玉砂轮、CBN砂轮和金刚石砂轮对TiAl金属间化合物磨削的适用性，制定了SiC砂轮、SG砂轮和金刚石砂轮磨削叶片榫头的工艺，为TiAl金属间化合物叶片榫头磨削的工艺条件选择提供了依据。
