第一讲 装备再制造技术（十一）

（7）高速电弧喷涂工艺 ①预处理工艺 高速电弧喷涂工艺包括工件表面的预处理、喷涂、喷后处理等几个大的步骤。高速电弧喷涂时,高压空气将喷涂材料雾化并高速沉积在工件表面。如果工件表面上带有水分、油脂和灰尘时,喷涂材料微粒与表面之间就会存在一层隔膜,不能很好地互相嵌合。如果表面光滑,微粒也会滑掉或虚浮地沉积,随着喷涂层的逐渐增厚由于内应力增大而脱落。     

难加工金属喷涂和堆焊层的切削加工

难加工金属喷涂和堆焊层表面的加工,是当前金属切削加工中的工艺难点。随着等离子喷涂和堆焊等先进工艺的应用,解决难加工金属喷涂及堆焊层表面的切削加工,已经成为当前机械加工中迫切需要研究的课题。本文就采用硬质合金刀具解决难加工金属喷涂及堆焊表面加工问题,作初步探索。     

钛合金零件表面超音速火焰喷涂碳化钨工艺控制

钛合金材料具有比强度高、变形系数小、热强性、低温韧性、抗腐蚀性和较好的焊接性能等优点,被越来越多的应用于航空航天、舰船制造等领域。超音速火焰喷涂碳化钨技术是热喷涂技术的一种,是利用热源将喷涂材料加热到熔融或半熔融状态,用高速气流将其雾化并喷射到基体表面形成涂层的技术。为了使钛合金零件表面超音速火焰喷涂碳化钨工艺更加成熟,通过从材料、设备、人员、工艺和加工环境等方面进行控制,完善并优化工艺条件,提高了加工效率,节约了制造成本,保证了工艺质量。     

冷喷涂工艺的进展及应用现状

冷喷涂是近几年来发展起来的新型表面涂层技术。由于冷喷涂技术是在较低的温度下进行的,与其他方法制备的涂层相比具有很多的优势。本文介绍了冷喷涂技术的喷涂原理;系统阐述了冷喷涂工艺参数（如气体的压力、温度,喷射距离,基体温度等）对涂层质量的影响,这些工艺参数主要是通过影响颗粒的速度来实现对涂层性能的影响;分析了不同的工艺参数对涂层的沉积效率、孔隙率、显微硬度、结合强度、耐磨性以及抗腐蚀性等性能的影响;并对冷喷涂技术的国内外应用现状进行了总结和展望。     

表面加工技术在现代工业生产技术中的地位和作用

表面处理加工,通常包括油漆和电镀两大工种(其它如塑料喷涂、离子喷涂、离子注入等也属于表面加工范畴)。经油漆或电镀加工后,金属和非金属制件表面状态发生了很大的变化。由于制件原材料特性和本身的技术要求多种多样,所以油漆和     

铝基铜焊合金冷喷研究

冷喷涂工艺具有喷涂材料低氧化性与喷涂过程中基体和粒子表面氧化膜破裂的特性，因此广泛应用于铜焊技术。目前研究中，两种铜焊合金AlSi12和AlSi10Cu4可通过冷喷涂工艺喷涂在6063和3003铝合金上。喷涂参数对粒子速度的影响可通过DPV2000研究。喷涂材料和参数对涂层形成和涂层微观结构的影响已做研究。     

高速电弧喷涂技术简介

一、电弧喷涂原理 电弧喷涂是以电弧为热原，将熔化的金属丝用高速气流雾化，并以高速喷射到工作表面形成涂层的一种工艺。高速电弧喷涂技术，是在电弧喷涂的基础上发展起来的一种新型电流喷涂技术。广泛应用防腐、耐磨、特种功能等。不失为一种表面强化最有效，最经济的技术。二、电弧喷涂技术的特点 １．电弧喷涂的优点突出表现在其涂层高的结合强度和优导的涂层性能。２．电弧喷涂的生产效率高。３．电弧喷涂的节能效果十分突出，能原利用率显著高于其它喷涂方法（电弧喷涂时原利用率达５７％，火焰喷涂达 １３％等离子喷涂达 １２％）。…     

高速电弧喷涂层的组织与性能

对比研究了高速电弧喷涂和传统电弧喷涂层的表面形貌、显微组织结构以及结合强度、耐磨性等力学性能。结果表明,高速电弧喷涂层组织致密、孔隙率低,涂层具有良好的综合力学性能,涂层拉伸结合强度比传统电弧喷涂提高40％以上,涂层耐磨性提高一倍以上。     

镁合金表面冷喷涂防护技术研究

镁合金是目前最轻的金属结构材料,具有广阔的应用前景,但耐磨、耐蚀性差却制约着其广泛应用,可通过各种表面改性和表面涂覆技术拓宽其应用范围,介绍了镁合金的应用及其防护技术现状,重点介绍了冷喷涂技术在镁合金表面防护应用现状,分析了镁合金表面金属涂层的发展趋势,提出利用冷喷涂技术制备铝基非晶合金涂层,可望解决缺乏能为镁合金基体提供长效防护的单一涂层难题。     

表面热喷涂和车削加工技术的综合运用

介绍了采用先喷涂后重熔的方法，把合金粉末喷涂在以灰口铸铁为基体的表面，然后用立方氮化硼刀具对其表面车削，提高喷涂表面的加工精度和表面质量以及零件的耐磨性和使用寿命。     

Potential of cold gas dynamic spray as additive manufacturing technology

In this paper, the application of cold spray (CS) coating deposition technology as additive manufacturing technique is discussed. Absence of material melting during CS deposition permits to obtain deposits with low value of residual stresses and to preserve the phase composition of source material which is a very important advantage. In this paper, the latest developments in the field of cold spray such as micronozzle device and new multimaterial deposition approach permitting to significantly enlarge the potential of cold spray as additive manufacturing technology is discussed.     

喷雾降温技术在阳极炉高温烟气降温中的应用

介绍了喷雾降温技术的特点,以及喷雾降温系统工艺及技术参数的设置、控制逻辑和应用效果。该技术在国内铜冶炼烟气冷却中应用较少,而国外几家铜厂已开始取代余热锅炉,成功应用在转炉烟气的冷却上。因其温度控制精度高、投资省、设备简单和占地空间小等优点,将在高温烟气的冷却上广泛应用。喷雾降温技术应用于云南铜业冶炼加工总厂阳极炉高温烟气的冷却,整个喷雾降温系统运行正常,实现了初期的降温目标要求,有效地解决了固定阳极炉高温烟气的冷却问题,使烟气得到了有效除尘净化。     

喷雾冷却冷板的设计与研究

随着电子元器件和雷达等设备功率密度的不断提高,传统的散热方式越来越难以满足要求,而喷雾冷却因其更强的散热能力在高热流密度散热领域受到广泛关注。文中基于喷雾冷却技术设计了一种集成微型旋流雾化喷嘴的喷雾冷却冷板,并通过一套自行设计的喷雾冷却热性能实验系统研究了冷板的换热性能及其影响因素。该喷雾冷却冷板可实现超过100 W/cm²高热流密度的散热能力,为未来雷达电子设备的冷却设计提供了新的思路,有着较好的应用前景。     

干式深孔加工技术的研究

由于对环保的要求,人们希望实现少或无切削液的绿色切削加工.通过对干式切削技术的理解,提出了将干式切削技术应用于深孔加工的方案,介绍了低温风冷及雾化冷却排屑式的亚干式深孔加工,并对其中的技术难题和关键技术进行了分析探讨.     

对喷流除尘在喷雾冷却系统中的应用

在冷却塔中为了有效抑制高温烟气的熔融组分和粉尘粘附在内壁上造成腐蚀.必须将高温烟气冷却到期望温度排入集尘器进行再处理.论文以生产还原铁的转底炉为研究对象,采用了对喷流除尘技术和喷雾冷却技术.     

基于复合喷雾冷却的高速车削GH4169表面粗糙度的研究

在复合喷雾冷却条件下采用正交实验方法,使用硬质合金刀具高速车削GH4169高温合金,研究了复合喷雾参数对表面粗糙度的影响。结果表明:影响表面粗糙度大小的主次因素为:低温气体温度油量水量;表面粗糙度随着油量的增大而逐渐减小,随着水量的增大先减小后增大,随着低温气体温度的降低先增大后减小。     

高效散热微通道液冷冷板焊接技术及成形工艺研究

通过分析微通道冷板的结构特点及技术要求,对微通道冷板的焊接方法、焊接工艺进行了分析研究.采用气保护炉钎焊方法,通过巧妙地采用过渡材料与接头设计,既突破了6063铝合金气保护炉钎焊的钎焊性较差的技术难题,满足了钎焊缝密封性要求,又可有效地避免钎料流入微通道.通过焊接工装及接头设计,在合理的工艺及气氛条件下,实现了6063铝合金微通道冷板的整体焊接成形,解决了微通道冷板的焊接技术难题.     

A comparative study on CFD simulation of spray penetration between gas jet and standard KIVA-3V spray model over a wide range of ambient gas densities

CFD simulation of spray penetration with standard KIVA-3V were compared with those using both an ‘original gas jet model’ and a ‘normal gas jet profile model that features a new breakup length formula’ by implementing them in the standard KIVA-3V code. The effects of entrainment coefficient on the spray penetration simulated with the gas jet profile were compared to that simulated with the standard KIVA-3V spray model. The accuracy of the CFD simulation results was estimated by comparing them with available experimental data. Both the standard KIVA-3V spray model and the normal gas jet profile model with the breakup length formula predict well the spray tip penetration up to a gas density of 60 kg/m³. The CFD simulation of spray tip penetration with the standard KIVA-3V predicts better with the ‘original gas jet model’ when the ambient gas density is lower than 60 kg/m³. For higher densities, the normal gas jet profile model with breakup length formula predicts the spray penetration better.     

Comparison of experimental and predicted atomization characteristics of high-pressure diesel spray under various fuel and ambient temperature

The aim of this study is to investigate the effects of the fuel temperature and the ambient gas temperature on the overall spray characteristics. Also, based on the experimental results, a numerical study is performed at more detailed and critical conditions in a high pressure diesel spray using a computational fluid dynamics (CFD) code (AVL, FIRE ver. 2008). Spray tip penetration and spray cone angle are experimentally measured from spray images obtained using a spray visualization system composed of a high speed camera and fuel supply system. To calculate and predict the high pressure diesel spray behavior and atomization characteristics, a hybrid breakup model combining KH (Kelvin-Helmholtz) and RT (Rayleigh-Taylor) breakup theories is used. It was found that an increase in fuel temperature induces a decrease in spray tip penetration due to a reduction in the spray momentum. The increase of the ambient gas temperature causes the increase of the spray tip penetration, and the reduction of the spray cone angle. In calculation, when the ambient gas temperature increases above the boiling point, the overall SMD shows the increasing trend. Above the boiling temperature, the diesel droplets rapidly evaporate immediately after the injection from calculation results. From results and discussions, the KH-RT hybrid breakup model well describes the effects of the fuel temperature and ambient gas temperature on the overall spray characteristics, although there is a partial difference between the experimental and the calculation results of the spray tip penetration by the secondary breakup model.