基于回归分析的Mar M247镍基高温合金喷砂工艺预测与优化

骆晓雨, 方伦彬, 袁小虎, 乔翔, 赖建平, 余家欣

表面技术 ›› 2024, Vol. 53 ›› Issue (17) : 176-185, 195.

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表面技术 ›› 2024, Vol. 53 ›› Issue (17) : 176-185, 195. DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.17.016
表面强化技术

基于回归分析的Mar M247镍基高温合金喷砂工艺预测与优化

  • 骆晓雨1, 方伦彬2, 袁小虎3, 乔翔4, 赖建平5, 余家欣5
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Prediction and Optimization of Sandblasting Process for Mar M247 Nickel-based Superalloy Based on Regression Analysis

  • LUO Xiaoyu1, FANG Lunbin2, YUAN Xiaohu3, QIAO Xiang4, LAI Jianping5, YU Jiaxin5
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摘要

目的 针对燃机叶片用Mar M247镍基高温合金,建立多因素喷砂工艺的高精度预测模型,筛选出粗糙度较高而夹砂率较低的工艺组合。方法 采用国产精工自动化精控喷砂系统制备试样。使用便携式表面粗糙度仪、激光显微镜和扫描电子显微镜进行检测。基于数理统计的分析方法,建立喷砂工艺与表面质量之间的函数关系。结果 当喷砂角度从30°增至90°时,粗糙度和夹砂率都单调递增,且夹砂率在低角度(30°~60°)比在高角度(60°~90°)增加的速率更高。喷枪移动速度从1 mm/s增至20 mm/s,粗糙度呈现先减少后增加再减少的趋势;夹砂率呈现先增加后减少的趋势。对于粗糙度,线性回归模型的预测误差率为5.97%,多项式回归模型的预测误差率为5.15%;对于夹砂率,线性回归模型的预测误差率为5.76%,多项式回归模型的预测误差率为3.08%。结论 基于现有的数据,采用多项式和线性2种回归模型进行预测,多项式回归模型的预测精度比线性回归模型更高。结合现有的数据和多项式回归模型的预测数据得出了最佳工艺范围,喷砂压力为0.2~0.3 MPa,喷砂角度为45°~60°,喷枪移动速度为15~20 mm/s。在该条件下,得到了较高的粗糙度和较低的夹砂率,有利于获得高的涂层/基材界面结合强度。

Abstract

The work aims to establish a high-precision model of the multivariate sandblasting process for Mar M247 Ni-based superalloy used as gas turbine blade and used it to design the process combination that can realize surface quality of high roughness and low fraction of retained grit.

关键词

镍基高温合金;喷砂工艺;表面质量;数理统计;回归分析;工艺预测

Key words

nickel-based superalloy; sandblasting; surface quality; mathematical statistics; regression analysis; process optimization

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骆晓雨, 方伦彬, 袁小虎, 乔翔, 赖建平, 余家欣. 基于回归分析的Mar M247镍基高温合金喷砂工艺预测与优化[J]. 表面技术. 2024, 53(17): 176-185, 195
LUO Xiaoyu, FANG Lunbin, YUAN Xiaohu, QIAO Xiang, LAI Jianping, YU Jiaxin. Prediction and Optimization of Sandblasting Process for Mar M247 Nickel-based Superalloy Based on Regression Analysis[J]. Surface Technology. 2024, 53(17): 176-185, 195

基金

国家科技重大专项(2019-711-0007-0147);国家重点研发计划(2020YFB2010402);西南科技大学研究生创新基金(24ycx2044);清洁高效透平动力装备全国重点实验室开放课题(DEC8300CG202319357EE280491)

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