基于超声红外热波技术的再制造零件裂纹检测研究现状

再制造是制造的延续，再制造零件由涂覆层和已经服役过的基体组成，异质材料体系的添加以及二次服役使得再制造零件的安全面临巨大的挑战，辨识及表征再制造零件缺陷是再制造零件服役安全评价的重要难题。超声红外热波检测技术利用超声激励产生能量转化和热传导原理，通过采集材料表面和近表面的红外热图对缺陷结构进行反演表征，是热学无损检测技术中非常重要的研究方向。然而，由于涂层的存在，将红外热波技术用于再制造零件裂纹的评价表征也面临着新的理论难题。基于此，本文系统分析了再制造零件的特点，总结了超声红外热波的检测机理，详细综述了低频超声振动能量与裂纹缺陷耦合生热机制研究现状，其中，摩擦生热机制得到了较多的理论支持和试验验证。同时，概述了内部热异常信号向表面瞬态传导的规律。通过对多种超声红外热波的辨识理论的应用，可实现表面异常热波的辨识及准确表征的协同提升。最后，对表面裂纹、界面裂纹及基体裂纹检测的研究现状进行概述，并总结了超声红外热波技术在再制造零件缺陷检测方面的应用和亟待解决的问题。     

基于统计学方法的热喷涂层滚动接触疲劳寿命研究现状

热喷涂层是对可再制造零件进行修复,并恢复其性能的一种重要手段。通过热喷涂技术获取的再制造零件,其表面接触疲劳主要表现为热喷涂层的滚动接触疲劳问题。目前,依据统计学方法常被用于热喷涂层滚动接触疲劳寿命研究的模型主要有:Weibull模型、疲劳曲线模型、理论预测模型和回归分析模型。从统计学理论及应用的角度出发,总结了各种方法研究和应用现状,对基于统计学方法提高热喷涂层滚动接触疲劳寿命预测的精确度和可靠性进行了展望。     

再制造机械产品的特点与现行再制造技术概述

再制造作为一种可持续发展的技术,是先进制造技术的一个重要组成部分和发展方向．本文根据再制造工程的国内外研究和应用现状,指出再制造机械产品具有利用价值较高和动载工况下的表面损伤失效模式两大特点,并对再制造与维修、再循环的主要区别加以论述,同时对再制造的主要流程进行简单介绍．最后对现行再制造技术中的电弧喷涂技术、纳米复合电刷镀技术、纳米表面损伤自修复技术、微脉冲冷焊技术以及激光熔敷技术作了重点介绍．通过对再制造工程的国内外研究和应用现状、再制造机械产品的特点及现行再制造技术的概述,总结出现行再制造技术主要分为“加法”、“减法”和“替换法”3种,并指出在现行的再制造产品的性能评价中,多集中于产品功能参数的评判,而较少关注产品材料本身的性能变化．     

曲轴圆角滚压强化技术综述

在大型的机器构件体系中,曲轴是其中必不可少的主要零件,在机器高速运转的过程中,曲轴能够承受机器的循环应力,因此,曲轴的工作环境与条件都非常恶劣,而曲轴圆角滚压强化能够使曲轴的寿命有效延长。本文以圆角滚压强化的概述为研究基点,从曲轴圆角滚压的强化机理以及滚压工艺等方面进行的技术综述,并对滚压强化技术的未来发展做出了展望。     

表面工程和再制造工程的现状及展望

介绍了表面工程和再制造工程的概念、作用和国内外研究及应用现状,并对其今后的发展进行了展望.结合失效分析、失效预防和控制,阐述了表面工程和再制造工程在产品全寿命周期中的地位和作用,指出失效理论、失效分析是再制造的基础理论之一,表面工程技术和再制造工程技术是对零件进行失效预防和控制的关键手段.     

基于零件质量不确定性的再制造生产系统可靠性分析

以废弃产品中可以继续使用或通过再制造加工可以再使用的零部件作为零件输入的再制造生产系统,区别于原始生产过程的一个显著特点就是再制造对象质量信息等的不完备性,因此导致了每一个再制造对象的再制造工艺信息都呈现出个性化差异.通过对再制造生产系统可靠性产生影响的质量、时间、系统要素等因素的分析,以及再制造零件质量不确定性与再制造生产系统可靠性的关系研究,对再制造生产系统可靠性进行了建模,提出了零件质量不确定影响下再制造生产系统可靠度定量计算方法,为提高生产系统设计及再制造生产工艺优化提供了理论依据.     

发动机用曲轴加工工艺研究

曲轴是发动机中关键零件之一,设计也相对要求较高。本文通过对曲轴加工工艺的研究,对工序进行了分析和总结,对曲轴加工的关键技术问题进行了相关分析与说明。     

高速电弧喷涂再制造曲轴质量和效率优化研究

为提高自动化高速电弧喷涂再制造发动机曲轴的效率和涂层的性能,研究了一种新型的自动化高速电弧喷涂再制造发动机曲轴喷涂路径,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和材料力学性能试验设备分别测试了涂层的微观组织和结合强度.实验结果表明:涂层组织均匀、致密,为铁素体韧性相与固溶体、金属间化合物的复合组织,采用新喷涂工艺制备涂层性能较好,大大提高了喷涂效率和涂层在曲轴轴颈圆角处的结合强度,降低了再制造成本和喷涂时间,节能、节材及环保效果显著,应用前景广阔.     

非接触红外测温技术在快速成形领域的应用研究

深入研究再制造成形过程中温度场分布及变化对实现零件的成形与组织性能一体化控制具有重要意义.分别阐述了非接触红外测温技术常用设备(包括亮度测温仪、比色测温仪和红外热像仪)的工作原理及在再制造成形领域中的应用进展,并展望了非接触红外测温技术的发展方向.     

浅析曲轴加工主要机床的现状及需求

机械设备的增加给相关行业发展带来了新的前景。从发动机曲轴零件来说,由于运行性能要求的不断提升,对加工技术的要求随之提高。因此,该文对曲轴加工主要机床的现状以及需求进行了分析和阐述,其目的就是保证汽车发动机曲轴加工的质量特性,满足曲轴生产行业发展的需求,实现良好的经济效益。     

高速电弧喷涂技术在防腐工程领域的研究现状

高速电弧喷涂技术是在传统电弧喷涂技术基础上发展起来的一项新技术,也是再制造工程的关键技术之一.介绍了高速电弧喷涂技术的基本原理及其在防腐工程中应用的潜力,防腐涂层材料的发展概况,常见的高速电弧喷涂层在腐蚀环境中的防护机理,并展望了高速电弧喷涂技术的发展趋势.     

热喷涂涂层与基体结合界面研究进展EI北大核心CSCD

热喷涂再制造过程中,由于材料原因,涂层与基体之间往往存在一个异质界面问题。异质界面的形成与存在对再制造涂层服役性能有非常重要的影响。本文综述了热喷涂涂层与基体结合界面的研究发展现状,主要是结合界面形成机理和结合界面对涂层性能影响的研究发展现状。分析了热喷涂涂层与基体结合界面研究目前还存在的问题,并针对这些问题提出采用新技术与新手段深入研究涂层与基体结合界面的生长形成过程,揭示结合界面形成机理,并利用新表征方法实现涂层与基体结合界面形貌结构定量化表征,构建结合界面与涂层各项性能之间量化关系等的发展建议,进而为实现涂层性能的设计控制及寿命预测奠定基础。     

Research on automatic high velocity arc spraying technique and metastable coating materials

Into the 21st century, remanufacturing engineering has been accepted by more and more people in China. Remanufacturing is an industrial maintenance
technology for worn or waste electro-mechanical products using advanced technology, which means the high-level stage for the maintenance and surface engineering. In this paper, a new automotive high velocity arc spraying system was introduced. And three kinds of advanced amorphous and nanocrystalline metastable coatings were developed, including Fe, Ni and Al-based amorphous and nanocrystalline composite coatings. Their research development and
applications were introduced. And the development trends of high velocity arc spraying system and advanced metastable surface protective coating materials on the remanufacturing engineering were indicated.     

高速电弧喷涂再制造曲轴用复合涂层的设计与研究

为提高再制造曲轴的涂层性能和使用寿命,设计了FeAlCrNi/3Cr13、Ni95Al/3Cr13和1Cr13/3Cr13的3种复合涂层和不喷涂过渡层的3Cr13涂层,利用扫描电镜、能谱仪和微动摩擦磨损设备等测试技术分析了4种涂层的微观组织和微区成分组成,研究了喷涂不同过渡层对复合涂层结合强度的影响,重点考察了FeAlCrNi/3Cr13复合涂层的耐磨性能.结果表明, FeAlCrNi/3Cr13复合涂层组织致密,孔隙率约3.2%,氧化物含量低,涂层平均结合强度达到46.6 MPa,复合涂层在高载荷油润滑摩擦条件下的耐磨性能远高于基体45钢.FeAlCrNi/3Cr13复合涂层可以应用到高速电弧喷涂再制造修复曲轴产业中.     

曲轴材料48MnV钢及其具有3Cr13电弧喷涂涂层的疲劳行为

汽车发动机再制造中,采用电弧喷涂技术修复曲轴具有一定的潜在应用价值,本文对曲轴材料48MnV钢及其具有3Cr13电弧喷涂涂层的疲劳行为进行了研究。选用标准48MnV钢材料及其具有不同厚度涂层的试样进行拉伸和疲劳试验,计算了其疲劳极限并加以分析比较,同时对断口做了分析。发现基体材料为48MnV钢,具有3Cr13电弧喷涂层的试样在轴向载荷下的疲劳性能有相当程度的降低。涂层越厚,疲劳性能越差,疲劳极限越低。疲劳性能降低的主要原因是涂层的结合强度较小,以及喷砂时残留的铝氧化物引起疲劳裂纹萌生。     

Development of remaining life prediction of crankshaft remanufacturing core

This paper reviewed the main research work in the field of remaining life prediction of crankshaft remanufacturing core by Science and Technology on Remanufacturing Laboratory. Based on the results of finite element analysis, the R angle zone of crankshaft was determined as a major measuring position. A special measuring probe is developed, and bending fatigue bench tests were carried out to collect electromagnetic damage information during
fatigue process. A neural network model was established to identify damage degree of crankshaft core, and a damage evaluation equipment for crankshaft core was developed.     

冷喷涂制备高熵合金的研究进展

高熵合金是近年来一种突破传统合金设计理念的新型多主元合金材料,在抗压强度、硬度、热稳定性、耐磨性、耐腐蚀性等方面具有显著优于常规金属材料的特质.冷喷涂作为一种固态沉积技术,在高性能涂层制备、零件修复与再制造和零构件增材制造等方面受到国内外的广泛关注,为高熵合金的制备提供了一种新的途径.通过分析国内外冷喷涂制备高熵合金的...     

等离子喷涂工艺参数对钽涂层滑动摩擦性能的影响

目前,用等离子喷涂工艺制备钽涂层及对其摩擦性能的研究报道很少。采用等离子喷涂制备钽涂层,并研究了涂层的滑动摩擦性能,探讨了喷涂功率、喷涂距离和送粉速率对喷涂过程中钽粉温度和速度的影响,采用SEM分析了涂层的典型组织结构,用球盘型摩擦磨损试验机测试了室温、无润滑条件下涂层的滑动摩擦性能。结果表明,喷涂功率、喷涂距离和送粉速率对钽飞行粒子的温度和速度都有较大的影响,等离子喷涂优化参数为喷涂功率36kW、喷涂距离150mm、送粉速率45g/min时,钽涂层的组织致密、耐磨性好,密度和硬度分别为15.2g/cm3,759HV,涂层的抗拉强度超过40MPa;涂层的滑动摩擦失效行为主要表现为疲劳剥落,在试验范围内,各种喷涂工艺参数获得的涂层滑动摩擦系数相近。     

Proactive remanufacturing timing determination method based on residual strength

Nowadays, since the resources of remanufacturing are the ‘cores’, the uncertainty in quantity and quality of the ‘cores’ is an obstacle in remanufacturing engineering. To solve this problem, production management and design for remanufacturing have been discussed in the former studies. However, the current remanufacturing mode, which is carried out in the end of life cycle, is reactive. To delimit the uncertainty of ‘cores’, the concept of proactive remanufacturing is presented in this paper. And one issue is to identify the proactive remanufacturing timing. In the beginning, the reactive remanufacturing timing and proactive remanufacturing timing are introduced. Then, to characterise the remanufacturability of components, the concept of residual strength is proposed. To identify the proactive remanufacturing timing, the mathematical model is established based on the residual strength, remanufacturing value and technical feasibility. Based on this model, the timing determination method in proactive remanufacturing is presented and expanded. Finally, to validate this method, the proactive remanufacturing timing of engines is determined by analysing the crankshaft. As a consequence, in the proactive remanufacturing mode, the remanufacturing rate of product might be increased. Thus, the proactive remanufacturing could provide a new perspective in future remanufacturing engineering.     

纳米ZrO2等离子涂层的结构,性能和工艺特点

采用大气等离子喷涂技术(APS)，制备了常规氧化锆和纳米结构氧化锆两种涂层．利用扫描电镜(SEM)对涂层的显微结构进行了观察．对两种涂层的沉积效率、表面粗糙度和显微硬度作了对比研究．结果表明，粉末原料的显微结构、粒度、形态、喷涂工艺参数(喷涂功率和距离)对涂层的显微结构有较大的影响．等离子喷涂造粒纳米氧化锆粉制备的涂层沉积效率高而稳定，其显微结构与喷涂功率和距离密切相关．与常规氧化锆涂层相比，纳米结构氧化锆涂层具有较高的显微硬度和较低的表面粗糙度．