答辩博士：张辰翔
指导教师：徐正扬教授/博导
论文题目：微小孔无熔化凝固层电火花-电解复合加工关键技术研究
答辩委员会：
主席：李小宁 教授/博导 南京理工大学
委员：刘磊 教授/博导 东南大学
朱荻 教授/博导 南京航空航天大学
云乃彰 教授/硕导 南京航空航天大学
傅玉灿 教授/博导 南京航空航天大学
赵建社 教授/博导 南京航空航天大学
徐正扬 教授/博导 南京航空航天大学
秘书：刘嘉 副教授/硕导 南京航空航天大学
答辩时间：2022年6月1日14:00
答辩地点：南航明故宫校区4#4218
学位论文简介：
涡轮叶片是决定航空发动机性能的关键零部件，工作在高温高压极端恶劣环境下，通常需要由具有极高耐温性能的镍基单晶高温合金材料制成，并且在叶片表面还需加工出大量的气膜冷却孔，孔壁要求无熔化凝固层，以避免叶片工作时从熔化凝固层处产生裂纹而导致断裂。单晶涡轮叶片气膜孔高效无熔化凝固层加工已成为当前航空发动机制造的难点。电火花-电解复合加工方法，将放电高温蚀除与电化学溶解两种材料去除作用集成在同一加工过程中，同时具有加工效率高，表面质量好等优势。为解决单晶涡轮叶片气膜孔高效、无熔化凝固层、无杂散腐蚀制造的难题，本文针对电火花-电解复合加工的材料去除机理，以及微小孔无熔化凝固层、无杂散腐蚀电火花-电解复合加工的关键技术方法等开展研究。
论文主要完成的工作及取得的成果如下：
（1）采用单一端面加工方法进行试验研究，排除侧壁干扰，得到复合加工中放电高温蚀除与电化学溶解两种材料去除作用各自占比。通过对复合加工时的现象进行观测，发现电火花-电解复合加工过程中发生的放电属于液相放电。
（2）提出分阶段变参数电火花-电解复合加工方法，根据各个加工阶段的需求优化各阶段加工参数，提高了加工过程稳定性并改善加工结果。
（3）针对管电极电火花-电解复合加工，设计了异种溶液内外双供液组合流场，在确保去除孔壁熔化凝固层的前提下，有效消除了小孔孔口周围杂散腐蚀。
（4）开展了电火花-电解复合加工孔壁表面完整性研究，分析了复合加工所获得小孔的表面完整性特点。
（5）针对单晶涡轮叶片气膜孔开展电火花-电解复合加工试验，成功在单晶涡轮叶片上通过电火花-电解复合加工方法制造出无熔化凝固层、无杂散腐蚀的气膜冷却孔。
主要创新点如下：
（1）明确了电火花-电解复合加工中的放电类型属于液相放电。
（2）阐明了电火花-电解复合加工过程中材料去除特点。在超低电导率盐溶液条件下，复合加工中的电化学溶解作用在低电流密度条件下进行，并且复合加工中放电高温蚀除起材料去除的主导作用。
（3）提出分阶段变参数电火花-电解复合加工方法。提高了在超低电导率盐溶液条件下微小孔电火花-电解复合加工的过程稳定性，可以实现孔壁无熔化凝固层残留。
（4）提出异种溶液内外双供液组合流场的电火花-电解复合加工方法。以单晶高温合金材料为加工对象，在不影响去除孔壁熔化凝固层的前提下，实现了有效抑制杂散腐蚀的高表面质量加工。
（5）初步掌握了电火花-电解复合加工小孔的表面完整性特点，开展了单晶材料涡轮叶片气膜孔电火花-电解复合加工工艺研究，为在单晶材料高压涡轮工作叶片上加工出无杂散腐蚀、无熔化凝固层的气膜冷却孔提供了重要的支撑。
