电解抛光装置简单,过程迅速,但加工精度仅在微米级别。离子抛光具有原子、分子量级的加工精度,但设备复杂,耗时较长。本文结合两种抛光方法的特点,提出了一种新的针对TC4合金的复合抛光工艺。以电解抛光作为粗抛手段,离子抛光作为精抛手段,以期实现TC4合金的快速精密抛光。在电解抛光工艺探究中,先通过测量阳极极化曲线确定好合适的电解电压,再采用单因素试验探究溶液配比及电解时间的影响,最终通过正交实验确定最优参数。在离子抛光工艺探究中,先是通过对粗糙度在1.5μm的表面,直接进行分段高能量大束流离子抛光,确定最优抛光时间,作为参照与复合抛光工艺所需时间进行对比。然后在电解抛光件的基础上,从离子能量、离子束流、抛光时间三个方面对复合抛光工艺中的离子抛光最优工艺参数进行了探究。本文主要通过激光共聚焦显微镜和原子力显微镜对工件表面形貌和粗糙度进行测量,配合扫描电子显微镜对表面成分进行检测。测量抛光速率时,使用十万分之一精密天平对不同时刻工件重量的减少进行测量以表征速率。研究发现,高氯酸甲醇电解液体系的最优电解抛光工艺为高氯酸与甲醇体积比1:11,电解电压32V,电解时间55s。在最优电解抛光参数下,电解后的工件表面粗糙度可降至0.38μm,比高氯酸冰醋酸电解液体系的最佳表面粗糙度降低了1/2。各参数对电解抛光结果的影响程度由大到小分别是溶液配比,电解电压,电解时间。离子抛光最优工艺参数为离子能量500eV,离子束流130mA,离子入射角度65°,经1h的抛光可将工件表面粗糙度进一步降低至7.1nm。相比粗糙表面的纯离子抛光工艺所需的7h时长,抛光时间大为缩短。在离子抛光速率研究中发现,离子抛光在初期速率较快,随后逐渐放缓。在溅射起主导作用的离子抛光初期阶段,表面呈现小岛形貌。随后表面粘性流动以及原子扩散作用逐渐增强,小岛周围的孔洞逐渐填平,并逐渐演化为波纹形貌。随着波纹逐渐变宽,离子抛光最终形成平整的表面。