进入21世纪后,得益于化石能源的广泛开采和使用,人类社会得到了快速的发展和进步。但是,化石能源的大量开采的同时也引发了能源短缺和环境污染等问题。翅片技术是一种能够极大地提高能源利用率的节能技术,被广泛应用于石油化工、余热回收、空调制冷、核能、航天航空、电子冷却系统等各行各业中。本文提出了一种新方法来加工三维翅片——滚压-切削成形法,通过实验和有限元模拟探究了该方法可行性。主要研究内容如下:(1)设计了滚压-切削组合刀具,分析了该工艺的成形过程,该工艺由滚压工艺和切削工艺组成,在滚压工艺中,带槽辊滚压工件的过渡表面,形成微沟槽结构;在切削工艺中,带有薄底的微沟槽结构被切削刀具切除下来,此时在切削变形的作用下,微沟槽结构会得到膨胀、放大,最终形成具有丰富表面形貌的三维翅片。(2)使用DEFORM-3D建立了该工艺的有限元模型,分析了各加工参数对该工艺的等效应力、等效应变率、切削温度、主切削力的影响。(3)详细分析了该工艺的成形原理。该翅片主要由主结构、复合结构和微观结构等丰富表面结构组成,该翅片的主结构呈倒置的抛物线形;复合结构呈周期性分布于翅片的顶部,由大量的非规则矩形突起组成;微观结构主要分布于翅片的底部,由大量的线状结构组成。(4)探究了各加工参数对翅片尺寸、硬度和腐蚀性能的影响。实验结果表明:随着刀具前角的减小、滚压深度的增加、进给量的增大以及切削深度的减小,翅片高度越来越高。翅片的硬度值是明显高于基体材料的硬度值的,说明加工过程中产生了剧烈的加工硬化现象。该翅片的电化学实验结果表明:该翅片在0.5 mol/L的HCl溶液中的与在0.5 mol/L的NaCl溶液中的奈奎斯特曲线相似,该翅片在这两种溶液中的耐腐蚀性能差别不大,并且刀具前角越小,翅片的耐腐蚀性能越强。