孔-槽沸腾强化结构的犁切-挤压试验研究.pdf

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1、制造技，术／工艺装备现代制造工程2010年第4期孑L．槽沸腾强化结构的犁切-挤压试验研究陈剑鸿，吴磊，邓大祥(华南理工大学机械与汽车工程学院，广州510640)摘要：基于犁切．挤压加工方法，在2舳厚的铜板表面进行交错犁切．挤压加工，以加工具有孔．槽特征的沸腾强化结构。试验发现犁切．挤压的深度和进给量是影响结构成形的主要加工参数，以O．8n瑚和1．2脚为一次犁切．挤压的深度和进给量，并以1．68咖为二次犁切．挤压进给量时，加工出具有孔-槽特征的沸腾强化结构。关键词：犁切一挤压；沸腾强化；犁切前压深度；进给量中图分类号：TG506文献标识码：B文章编号：167l-

2、3133(2010)04—0067—04Ploughing-extrusionexperimentstudyofpore-grooVeenhancedboilingstructureCHENJiaIl—hong，WUI七i，DENGDa-xiang(SouthChinaUlliversityofTechnology，GuangzIlou510t弭O，China)Abs咖ct：UsiIIgplou曲ing—extnlsi帆tecllIlology，apore—grooveeIlll卸cedboiliIlgs咖ctu陀isfo】册ed∞t}Iesurf如e0fco

3、pperplatewithtIlickne鹋0f2舢tIlI伽g}lstaggeredpl伽gIling-extnlsionprocess．Studyshowedtllattlleploug}Iing-exmlsi伽deep鲫dfbedweretIlenlainpa咖舱te璐wKch世＆tedtIlefomⅢi∞0ftllest兀lctufe，锄dapore-grooveeIlll柚cedboiliIlgstnIctureisf抽edbyusillgO．8姗锄d1．2咖船tIIef’璐tplou曲·extn埠i∞depIll舳d‰d，锄d1．68啪船tIle∞

4、condplougIliIIg-extr啦ionfeed．Keywoms：pl伽ghing枷ion；enh锄cedboiling；pl叫gIliIlg-exmJsi佃deptll；fbed0引言沸腾传热强化技术是传热领域中的一个重要方面，其在制冷和化工等众多领域得到广泛应用。沸腾强化结构通过增加成核点密度进而提高其核态沸腾性能。而增加蒸发表面的微结构是其中应用最多的方法。Nakayama【lo于1980年提出一种孔．槽沸腾强化结构，测试表明：在相同热流密度下，该结构比平滑表面的壁面过热量降低80％一90％。Murthy旧’通过试验证明沸腾强化结构可降低壁表面温

5、度。Ghiu∞1和R锄asw锄y【41对其蒸发过程进行了可视化研究，发现具有很好的沸腾强化效果。孔一槽沸腾强化结构常采用昂贵、复杂的工艺制作，如线切割、光刻蚀等加工方式。Ghiu[31在铜板上利用镍基金刚石刀片切割及电火花线切割加工此沸腾强化结构。RamaswamyH’在硅片上采用光刻法，然后使用40％KOH溶液腐蚀得出此结构。而犁切一挤压加工方式具有效率高、成本低等优点。Tang"1对犁切一挤压机理进行了系统研究，并将此过程分为挤起、犁切和成翅三个阶段。Chen【61采用“犁切一挤压”成形方法在紫铜表面加工出具有连续翅结构的功能表面。C“¨指出犁切-挤压成形

6、方法可分为劈切、挤压和成形三个步骤，整个过程无切屑，属无屑加工。本试验利用犁切一挤压成形方法在铜板单面进行交错犁切-挤压加工，以加工具有孑L一槽特征的沸腾强化结构。l交错犁切一挤压成形原理及试验装置与普通槽道加工方式相比，在犁切．挤压加工中，成形槽道中的金属将堆积于槽道两侧形成微翅。交错犁切一挤压加工分为一次犁切．挤压和二次犁切-挤压(与一次犁切一挤压垂直)两个步骤。一次犁切·挤压利用成形刀具在铜板表面加工出具有连续翅结构的功能表面，加工示意如图1所示。二次犁切一挤压对铜板上的连续翅在垂直方向进行二次加工，加工示意如图2所示。试验在B6050B刨床上进行，工件

7、采用厚2mm的紫铜板，刀具材料为高速工具钢W18Cr4V。试验所用刀具如图3所示，其具体参数如下：倾角田=450，挤压角口=600，成形角口=200，后角a=80，刀柄宽A=10mm，交线长度B=o．4mm，直线长度￡=5mmo67现代制造工程2010年第4期制造技术／工艺装备图1一次犁切．挤压加工示意图2二次犁切．挤压加工示意yZ图3刀具结构2加工参数对沸腾强化结构成形的影响2．1一次犁切一挤压参数对结构成形的影响一次犁切．挤压通过刀具犁切．挤压使铜板表面变形，在加工出V形槽的同时，槽两侧形成连续微翅。试验发现，一次犁切一挤压深度o。。和进给量职的大小会影响

8、翅的成形。试验所用刀具为V字形，成形槽