二辊矫直机矫直过程仿真与分析

利用有限元分析软件ANSYS/Ls-Dyna数值模拟二斜辊矫直机对棒材的矫直过程,重点是依据动力显式算法进行二辊矫直机动态模拟仿真及工件矫直精度的计算。将三维建模软件Pro/E与有限元分析软件ANSYS进行无缝连接,在Pro/E中进行三维建模并导入ANSYS中,在ANSYS/Ls-Dyna中建立二辊矫直机矫直过程数值模型,并利用ANSYS自带的前处理软件Ls-Prepost对K文件进行修改,实现上下矫直辊的转动,利用Ls-Dyna Manager启动Dyna求解程序载入K文件进行求解,对棒材的矫直质量和矫直精度进行计算与分析,为矫直机的理论研究提供依据,为实践生产中矫直角度的调整及设备的维护提供参考。     

双旋转毂式矫直机的优化设计

目前电解法作为纯镍生产的主流方法被广泛采用,其主要特点为通过导电棒引导电流,最终将电流导向种板。因此在实际生产中由于受到承重、撞击等各种因素的影响,导电棒会产生形变。因为整个电解过程的效率和自动化程度的提高需要使用满足要求直线度的导电棒,所以一个电解周期后必须矫直产生形变的导电棒。本文以国内某镍冶炼厂中规格为Φ36 mm×3 mm×1 350 mm的电镍导电棒为研究对象,对转毂式斜辊矫直机进行研究,利用优化后的矫直机矫直编为两组的20根电镍导电棒,对矫直后的导电棒进行测量,并分析比较其平直度,从而验证该种矫直机能否完成电镍导电棒的矫直。     

辊式矫直机参数的设计方法

辊式矫直机用于矫直铜排,其功能参数的计算很有意义,尤以辊子的尺寸和驱动功率最为重要。但现有的计算方法属于半经验性质的公式,普遍存在设计后辊径和驱动功率过大的不合理现象。结合包辛格效应,首先对铜排的受力模型进行分析,得出辊径计算公式;然后分析辊子所受力矩,提出了驱动功率的计算公式,为矫直辊径参数的确定和电动机选型提供了合理依据。计算表明,辊径和驱动功率满足咬入条件,并消除了经验公式功率过大的现象。     

堆焊层的界面特征与裂纹形成的关系

运用扫描电镜对牙轮钻头牙掌堆焊热处理后的界面特征和裂纹的性质进行了分析 ,并采用X -射线衍射仪测定了试件的残余应力。结果表明 ,堆焊层界面缺陷是造成裂纹形成的主要原因。堆焊层表面拉应力导致裂纹的进一步产生与扩展。     

钛材料表面改性新技术的开发及应用研究

成功研发出能显著增强钛及钛合金耐磨耐蚀性能的经济有效、环境友好表面改性新技术—改进表面热处理(PTO)技术.用扫描电镜观察分析表面形貌和截面组织,用浸泡试验和盐雾试验评价材料的耐蚀性,用磨损试验评价材料的抗咬合能力.结果表明,PTO处理在钛表面形成了均匀致密、结合牢固的高性能防护层,其表面硬度增加了近5倍、抗咬合能力提高了3个量级;未经PTO处理钛试样在沸腾5%盐酸溶液的腐蚀速度为0.932mg/cm2·h,而PTO处理试样未检测到腐蚀失重,PTO处理钛表面层在沸腾20%盐酸溶液中的寿命是等离子氮化处理的约40倍.     

脱碳对55SiCr弹簧钢感应热处理后表面组织和硬度的影响

55Si Cr弹簧钢通过预热处理,获得了不同形态的表面脱碳。利用高频感应淬火线和回火炉研究了表面脱碳对感应热处理后以及回火后的组织和硬度的影响。结果表明,试样表面出现全脱碳时,在淬火时不能转变为马氏体,淬火、回火后的硬度均在150~300HV之间,因此要避免产生全脱碳。试样表面出现部分脱碳,在淬火过程中转变为板条马氏体,其硬度较低,在后续回火过程中,该马氏体不变化,造成其硬度和基体差距减小。     

45钢印刷网纹辊断裂原因分析

45钢印刷网纹辊在进行喷涂处理过程中发生断裂,采用宏观检验、化学成分分析、金相检验、显微硬度测试和扫描电镜检验等方法对断裂原因进行了分析.结果表明:该网纹辊断裂为韧性断裂,断裂主要原因为热处理过程中加热温度过高,冷却过快,析出第二相魏氏组织,产生微裂纹,引起应力集中,同时在外力的作用下产生裂纹并快速扩展而断裂.     

多孔化对钛合金羟基磷灰石涂层及生物活性的影响

钛及钛合金具有良好的力学性能和生物相容性,已成为骨科和牙科修复用主要植入物材料。采用钛网扩散连接法制备医用多孔钛TA2,并在其表面沉积羟基磷灰石(HA)涂层,采用SEM和EDS法表征多孔和密实钛表面涂层的形貌和化学成分,对比成骨细胞的粘附及铺展形貌,并且进行体外细胞毒性试验。结果表明:样品经热处理,浸泡在模拟体液中14 d后可在其表面形成HA涂层,多孔钛表面细胞存活率明显高于密实钛;多孔化处理可促进培养液流动,更有利于钛表面细胞的早期粘附和增殖。     

冷轧诱发纯钛板材的表面纳米化

为了探索利用轧制技术实现金属板材表面纳米化的可行性,本文对工业纯钛板材进行了多道次、大压下量和变方向的轧制,并对显微组织和性能进行了测试。结果表明：工业纯钛板材表面形成了等轴状、具有中等到大角度的取向差的纳米晶组织;经过83%压下量轧制的板材表面形成了强化层,其厚度约为20 μm;表面纳米化使纯钛板材的抗拉强度大幅度提高(约860 MPa),而延伸率则明显下降(约为9.5%)。     

1Cr17不锈钢管与Q235钢管焊接

1Cr17不锈钢管与Q235钢管的焊接属于异种钢焊接,焊接接头容易出现裂纹缺陷。通过认真分析,选用合适的焊接工艺并进行适当的焊后热处理,且采用单面焊双面成形是可以避免裂纹缺陷的产生,获得很好的焊接质量。     

含钛高炉渣综合利用的研究进展

我国钒钛磁铁矿经高炉法冶炼后钛资源基本都富集在渣相中,结构复杂,无法进一步回收利用,造成钛资源无法有效利用和环境污染等问题。归纳了国内外含钛高炉渣综合利用方面的研究成果,从整体利用和提钛2方面分别讨论了目前已开发的利用方法所存在的问题。整体利用含钛高炉渣(如制作建筑材料、特种功能材料等)法虽然能解决堆积产生的环境问题,但经济附加值低,且大量的钛资源被浪费,对钛资源的利用率低。在含钛高炉渣提钛利用方法中,直接酸解法或者碱法处理制备的产品品质低,经济性差,还会带来二次污染;含钛高炉渣制备含钛合金的方法成本高、产品应用范围窄;选择性富集分选法提钛时含钛矿物的转变不彻底,并且能耗高、添加剂消耗量大,钛的回收率不高;高温碳化—低温氯化工艺中高温碳化过程可以利用液态炉渣的物理热,大幅降低了碳化工序的能耗,低温氯化过程可在400~550℃实现Ti C的选择性氯化,避免了钙镁等杂质的影响,且氯化产物杂质含量低,钛回收率高,产品价值高、市场大。在此基础上,指出高温碳化—低温氯化处理含钛高炉渣具备工业化应用前景,值得进一步开展研究。     

废旧螺纹锚杆的修复工艺研究

主要介绍矿井支护用回收的废旧螺纹锚杆的修复过程,从调直、截断、滚丝三方面介绍了螺纹锚杆的修复工序,着重介绍了自主研发锚杆调直机的设计及加工,经合理安排、科学测算、严格执行工序修复工作取得预期效果,获得了较好的经济效益和社会效益。     

磁研磨加工中工件的不同材质对表面粗糙度的影响

磁研磨对于加工各种复杂形状的内外表面和不同材质的光整加工都有很好的效果,但是对于不同材质影响还是有很大不同。在此通过对其他加工条件完全相同的磁性材料Q235铁棒和非磁性材料黄铜棒进行实验,验证了磁研磨加工对于磁性材质工件的效率明显高于非磁性工件。     

钛合金表面抗高温氧化TiAl3-Al 复合涂层的制备?

采用低温超音速火焰喷涂(LT-HVOF)在钛合金(Ti6Al4V)基体表面制备纯 Al 涂层后进行真空热处理,获得了厚度约300μm的TiAl3-Al复合涂层,并对该涂层在700℃下长时间高温氧化行为进行了研究,用 SEM,EDS和 XRD分析了涂层的形貌、成分及相组成。结果表明：低温超音速火焰喷涂制备的纯 Al涂层结构较为致密,但存在少量的微孔洞,经真空热处理后的纯 Al涂层与钛合金基体间在界面处形成了TiAl3互扩散层;再700℃下静态氧化时,随着时间的增加,涂层表面形成了一层薄而致密的Al2 O3和TiO2的混合氧化层,而涂层中纯Al与基体中的Ti互扩散逐渐转变为TiAl3;氧化约5 h后涂层进入稳态氧化阶段,高温氧化500 h 后涂层未出现剥落等现象,表明 TiAl3-Al 复合涂层能显著提高Ti6Al4V合金的抗高温氧化性能。     

不同热处理工艺对LY12合金拉伸性能的影响

分析了LY12铝合金材料性能特点,通过拉伸试验来分析热处理工艺对LY12合金抗拉强度、屈服强度和延伸率的影响。利用扫描电镜观察断口形貌,通过金相分析,从微观组织的变化来解释热处理工艺对LY12合金力学性能的影响规律。试验结果表明LY12合金经过不同热处理后,自然时效处理的LY12合金的抗拉强度比正常时效的要高,但是它们的屈服强度相差不大;正常时效处理时的屈服强度和抗拉强度大于欠时效和过时效处理时的屈服强度和抗拉强度;自然时效处理时的断后延伸率最大,正常时效处理时的断后延伸率最小,过时效处理时的断后延伸率大于欠时效处理时的断后延伸率。     

TA1纯钛点焊接头的疲劳性能分析

针对1.5 mm厚的TA1纯钛板电阻点焊接头,开展疲劳实验研究。利用超声波扫描显微镜对纯钛板点焊接头进行扫描,获得接头的C扫描图像;对接头进行拉剪实验,获得接头失效载荷;研究纯钛板点焊接头的疲劳性能,建立载荷-寿命曲线,对疲劳断口进行电镜扫描,分析疲劳裂纹扩展形式。结果表明,随着焊接电流增大,超声C扫描图像所测得的焊核直径均值随之增大,且C扫描图像可表征飞溅等焊接缺陷。载荷水平为10%、13%、30%对应的疲劳寿命平均值分别为1 753 302、261 193、8 263次。接头主要的疲劳失效模式为母材"眉状"断裂失效,裂纹源位于两板内侧焊核与母材交界的热影响区,在疲劳裂纹的稳定扩展区存在明显的塑性疲劳条带。     

工业纯钛的表面纳米化及其机制

通过X-射线衍射、透射电镜及光学显微镜等方法，研究工业纯钛表面经SMAT技术处理后的纳米化过程及其机制。结果表明，处理后材料表面平均晶粒尺寸达到了纳米量级．在横截面上沿深度方向的晶粒细化程度逐渐减小，随距被处理表面距离增加。硬度增加程度越来越小。随处理时间延长，表面硬度有增加的趋势。     

极破碎顶板综采工作面安全高效收尾工艺研究

针对传统的综采工作面收尾工艺存在着消耗塑编网大、联网工作量大、工人劳动强度大、易发生煤壁片帮伤人事故、塑编网强度低等问题,研究了极破碎顶板综采工作面安全高效收尾工艺,分析了现阶段我国综采工作面传统收尾工艺及缺点,确定了综采工作面收尾关键因素（合理的终采线、合理的支护方案、合理的回撤通道高度与宽度）,以新桥煤矿2108综采工作面为例,研究出了一套以柔性网进行顶板支护为基础的收尾工艺。该工艺节省了人力和物力,提升了工作效率,具有安全、快速、高效的特点。     

透明板材生产线堆料部分的PLC控制

针对PLC在完成板材生产线堆料环节的应用 ,介绍了该系统的外部接线、工作流程及软件设计     

齿轮材料的选择及热处理

介绍了齿轮工作中的失效形式和性能要求。针对钢制齿轮,根据齿轮工作时载荷的大小,转速的高低及齿轮的精度,分析了齿轮材料的选择和相应的热处理工艺。同时还介绍了钢制齿轮常用的热处理方法,最后论述了典型零件的选材及工艺路线。