铝合金7075T651高压水喷丸强化工艺试验研究

高压水喷丸强化是金属表面强化的新方法,即利用在水中的高压水射流所产生的气穴效应打击金属零件表面,从而对零件进行表面强化的工艺。基于不同的高压水喷丸强化工艺参数,对航空常用铝合金材料7075T651开展高压水喷丸强化试验,分析了强化试件的表面形貌、表面质量、表面残余应力以及强化层组织结构。结果表明,液体冲蚀过程中会产生气泡多次溃灭现象,由此产生同心圆环形强化区域;喷射压力和喷射距离是影响材料表面质量和残余应力分布的重要工艺参数;高压水喷丸强化后强化层晶体取向发生了改变,晶粒明显细化,为原始组织晶粒度的66.7%。     

42CrMo钢等离子氮化和水射流喷丸复合处理

利用真空脉冲等离子氮化技术,探究等离子氮化处理的最佳工艺参数;而后利用高压水射流喷丸技术研究了氮化前进行水射流喷丸预处理对氮化层的组织和性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等对氮化层的显微组织、形貌、含氮量、相成分进行检测和分析,采用XRD应力测定仪,表面粗糙度仪,显微硬度仪对渗氮层表面完整性进行了分析。结果表明:等离子氮化工艺最佳温度为530~540℃,等离子氮化后表面完整性(表面残余应力,粗糙度,表层硬度梯度,渗层形貌)得到改善。而经过复合处理使γ'相衍射强度增强,氮化层均匀,渗层厚度增加超过100μm,进一步改善了等离子渗氮层质量和性能。     

磨料水射流抛光技术及其发展

磨料水射流抛光技术是应用于表面抛光加工的新技术.利用含有细小磨料粒子的抛光液在高压作用下,与工件表面发生冲击、冲蚀而微去除材料,以达到抛光目的.论述了磨料水射流抛光技术的基本原理和特点,以及影响抛光效果的主要工艺参数,并对其发展趋势进行了展望.     

高压水射流板材渐进成形工艺的进展

介绍高压水射流板材渐进成形工艺,对该工艺的基本原理、成形特点和一些相关参数进行了阐述。总结目前在此领域的最新研究进展和趋势,探讨了高压水射流板材渐进成形的目前研究存在的一些关键问题,并对高压水射流板材渐进成形的应用和未来发展趋势进行了展望。     

一种磨料水射流试验工作台的研制

介绍了磨料水射流试验工作台的系统组成及其工作原理，通过分析磨料水射流加工的工作机理给出了喷射系统的结构及部分参数。试验表明，通过调整工艺参数，本磨料水射流试验工作台可对材料进行表面抛光、去毛刺、清洗、剥层、切割等加工和实验。     

中大口径弹药内表面喷涂工艺改进

目的改进弹药内表面喷涂方式及涂料种类,解决弹药装药环境适应性高低温贮存裂纹疵病的问题。方法采用高压无气喷涂技术进行弹体内表面喷漆,替代原有的空气喷涂。探讨涂料压力、涂料黏度、喷嘴移动速度等因素对涂层质量的影响,通过正交试验确定最佳工艺参数。采用直线加速器检测不同漆膜厚度的弹体装药环境适应性裂纹疵病情况。结果涂料压力为65 kg/cm2,涂料黏度为30 s,喷嘴移动速度为50 Hz,喷嘴孔径分别为0.51,0.71 mm时,弹药内表面漆膜具有较好的外观质量,漆膜厚度及附着力满足要求。膜层厚度为180μm的弹药经高、低温贮存试验,未出现裂纹。结论应用实践证明,高压无气喷涂工艺技术用于弹药卧式自动内表面涂装可行,具有一定的行业推广价值。     

超高压水射流冲蚀船用A级钢表面实验研究

目的 研究超高压水射流与船用A级钢表面的相互作用及冲蚀机理。方法 使用200 MPa的超高压水对船用A级钢进行射流冲蚀实验,并用20 MPa高压水射流进行对比实验。利用ASMC2–4电阻应变仪采集水射流冲击过程中船板背面的动态应变信号,同时使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等设备对船用A级钢冲击前的微观组织、物相和冲击后的材料表面形貌与元素分布进行观察分析。结果 在200MPa压力下船用A级钢冲击中心区域背面平均微应变为180×10-6,微应变振幅为35×10-6～50×10-6,水射流对A级钢的冲击力为循环脉动交变应力;在射流交变应力作用下材料表面发生疲劳破坏,水射流冲蚀后A级钢中心区域以长条状渗碳体硬质相为主,还存在有未被冲蚀的珠光体组织;在200MPa超高压射流作用下材料表面还存在着典型的剥落坑、层蚀、穴蚀等断裂形貌。结论 建立了船用A级钢水射流冲蚀剥离模型,阐明了水射流冲蚀作用机理。     

纯水射流间接强化对18CrNiMo7-6钢表面粗糙度和残余应力的影响

目的减小高压水射流强化中冲蚀现象对材料表面的影响。方法选择水射流喷射压力、喷射靶距和覆盖小钢珠直径为可变参数,对18CrNiMo7-6渗碳合金钢进行高压水射流强化单因素试验。运用三维表面形貌测量系统和X射线残余应力分析仪对试验后的材料进行测量分析。结果随着压力的增大,表面粗糙度增加,残余应力最大可达693 MPa,但继续增大喷射压力反而会使残余压应力减小。随着靶距的增加,表面残余应力几乎直线减小,表面粗糙度则在靶距为110 mm时达到最小值0.77μm。随着小钢珠直径的增加,表面残余压应力先增大后减小,最大值为782 MPa;表面粗糙度先变小后增大,最小值为0.76μm。结论水射流喷射压力、喷射靶距和覆盖小钢珠直径对18CrNiMo7-6钢的表面粗糙度和残余应力影响明显。同时,每个参数在不同的变化范围,对材料表面主要的影响方式不同,对材料的表面粗糙度和表面残余压应力的影响也存在着差异。     

微磨料水射流抛光硅片的实验研究

采用微磨料水射流对硅片进行抛光实验研究。根据后混合磨料水射流原理,通过设计实验,在选取合适磨粒直径和其他参数的条件下,采用微磨料水射流对硬脆性材料的表面进行抛光是完全可行的。并以正交试验设计为依据,分析在抛光硅片过程中,微磨料水射流主要加工工艺参数对表面粗糙度的影响。通过分析该实验结果的相关指标,可知抛光效果较好,因此用微磨料水射流对硅片的抛光是可行的。     

基于压痕理论的超高压射流喷射强化304钢表面特性研究

目的 高压纯水射流喷射冲击金属表面可以提高材料的力学性能,延长其使用寿命,研究射流喷射过程中金属表面特性有助于掌握关键影响参数,为工业应用提供支撑。方法 基于压痕断裂理论推导纯水射流喷射强化金属表面压痕方程式,采用数值模拟进行验证,并使用扫描电子显微镜、三维轮廓仪、显微硬度计及μsoft analysis软件对射流冲击强化后的304钢进行试验分析,采用单因素法及正交试验法考察超高压水射流压强、靶距和横移速度3个因素对射流冲击强化304钢微观特性及表面质量的影响规律。结果 在水射流冲击强化304钢表面的过程中,压痕深度与射流压强及靶距直接相关,射流冲击可以有效改善金属表层微结构及应力分布,其强化层与剥落层的分界不明显,材料表面的微观形貌在射流压强改变时变化最大。结论 高压纯水射流对304钢的表面强化效果显著,但过高的射流能量会对材料表面造成严重的剔除效果。3个因素对表面粗糙度影响的主次顺序为：射流压强、靶距、横移速度,对表面硬度影响的主次顺序为：射流压强、靶距、横移速度。     

钛焊管表面黑斑成因分析及控制

在钛焊管的生产过程中,部分钛焊管表面出现了形状不规则的黑斑,不仅降低了成材率,而且增加了生产成本。为找出黑斑形成原因,采用扫描电镜及能谱仪、拉曼光谱仪、金相显微镜对黑斑区域进行了表征和分析。结果表明:黑斑区域碳含量较高,且拉曼图谱有锐利的D峰和G峰,为表面附着的碳化物。结合生产过程认为,黑斑是由于生产线运动部件处的润滑脂混入乳化液后,被乳化液带到钛焊管表面,在高温退火时碳化形成的。通过控制运动部件的润滑脂用量、增加清理溢出润滑脂的频率、给乳化液设置过滤装置和增大清洗水的压力等措施,有效解决了钛焊管表面的黑斑问题。     

高导热高绝缘导热硅脂的制备及性能表征

高导热硅脂作为一种热界面材料,可以显著地减小因接触空隙而产生的热阻,提高散热效果。通过采用自制的氮化硅、氮化铝、氧化铝等陶瓷粉体来代替传统的金属粉体作为导热填料,制备出高绝缘高导热的导热硅脂。研究了陶瓷粉体种类、添加量以及表面改性剂对导热硅脂热导率的影响规律。采用热阻测试仪、AMD、Inter主板测试平台、耐压测试仪等表征了导热硅脂的导热和绝缘性能。并对实验结果进行了理论分析。     

Effect of atmospheric microwave plasma treatment on organic lubricant on a metallic surface

Coaxial injection microwave excited plasma torch, operating at atmospheric pressure has been tested to treat greased metallic surfaces. The treatment conditions were controlled using optical emission spectroscopy. The plasma treatment was carried out using argon plasma, with argon or oxygen in the periphery. The effect of plasma treatment on the grease was evaluated, using gravimetric analysis by weighing the sample before and after treatment, surface energy and X-ray photoelectron spectroscopic measurements. Initial period of treatment yielded etching of the grease, but, later on, the grease stabilized forming polymeric films, independent of the gas present in the periphery. The etching behavior was explained by different mechanisms involved in the plasma grease surface and sub-surface interactions.     

IF钢表面横纹缺陷分析

客户使用某钢厂 IF钢基料在冷轧、退火、冲压后出现横纹缺陷，严重影响使用。对该缺陷带钢和正常带钢化学成分及热轧工艺参数进行回查和分析，结果表明：热轧板卷出厂化学成分符合要求，热轧工艺参数正常，但缺陷试样组织存在表层细晶现象以及表面增碳现象，因此，试样在拉伸试验时存在屈服平台。经热轧 →冷轧→退火全流程产线检查，发现在退火过程中由于炉壁及炉腔中大量的油脂造成带钢表层增碳， C、N的质量分数之和高达 80×10－6，Ti元素无法将所有 C、N间隙原子转化为 Ti的碳氮化物，带钢出现屈服平台，最终导致冲压时表面横纹缺陷产生。通过对炉壁油污进行定期处理，对炉腔通入水蒸气等设备改造，消除了带钢的屈服平台和冲压横纹缺陷。     

弹药表面喷砂除锈理论与试验研究

目的进一步推进我军弹药维修工作,完善弹药表面除锈工艺。方法综合分析多种除锈方法 ,确定弹药表面除锈新作业方式,确定弹药表面喷砂除锈应使用的磨料类型和喷枪倾角,以85加弹丸除锈为例,对喷砂除锈时弹药基体温度进行理论计算和试验测量,对比分析内装含能材料的热感度确定安全性。结果温度最大理论升值为6.35℃,试验测量平均值为3.72℃,远低于内装含能材料热感度。结论利用喷砂技术进行弹药表面除锈可确保作业安全,有效提高作业效率。     

织构设计对润滑脂密封副密封特性影响的数值模拟

目的 探究织构设计对润滑脂密封副密封性能的影响规律,得到织构化设计的最佳结构参数和工况条件。方法 基于润滑脂Herschel-Bulkley流变模型和非接触机械密封原理,选择直线型沟槽织构建立端面密封模型。采用数值模拟方法分析不同倾斜角和转速下密封间隙的流场规律,进一步对密封副泄漏量的影响因素进行系统探究。结果 倾斜角不同,泄漏量随转速的变化规律不同。倾斜角为30°时,泄漏量随转速的提升而增大;倾斜角为35°时,泄漏量较小,且随转速变化不大;倾斜角为40°,且转速大于2 000 r/min时,泄漏量几乎为0;倾斜角大于等于45°,且转速大于1 000 r/min时,流体反向泵送,无泄漏。密封间隙和介质初始温度是影响泄漏的主要因素,泄漏量随密封间隙和介质温度的增大而增大。一定范围内,增加沟槽数量和长度也可减少泄漏。最佳织构参数和工况条件为倾斜角40°,槽数14,槽长8 mm,槽宽1.5 mm,密封间隙0.03 mm,槽深0.07 mm,温度小于320 K,转速大于2 000 r/min。结论 织构设计能有效抑制流体端面泄漏,润滑脂非牛顿特性对密封副间隙流场有显著影响,后续润滑脂密封副设计...     

氧化石墨烯对锂基润滑脂摩擦学性能的影响

目的 研究氧化石墨烯(GO)作为添加剂对润滑脂摩擦性能的影响.方法 将鳞片石墨利用经典的Hummers氧化法氧化得到GO,并表征了GO,再分别以不同的质量分数(0.1％、0.3％、0.5％、1.0％、1.5％)与润滑脂复配.同时增加了空白润滑脂与石墨粉复配的润滑脂作为对比.利用Optimol SRV型摩擦磨损试验机评价其摩擦学性能.利用非接触三维表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)观察磨斑表面和深度.通过特征X射线能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS),对磨斑表面的元素化学状态分布进行分析.结果 与空白锂基润滑脂相比,添加了石墨粉的锂基润滑脂在经过钢/钢摩擦副的摩擦后,其摩擦因数均有降低,但随着试验的进行,其摩擦因数均逐渐提高,摩擦副表面出现了润滑失效的现象,而添加GO的锂基润滑脂其摩擦因数迅速降低至0.13左右,降低了35％,且在试验时间内没有出现润滑失效的现象.SEM及三维轮廓图显示,在添加GO的润滑脂润滑后,其钢块磨斑最低,磨痕最浅;EDS显示其润滑后的磨痕有较多的氧元素,说明具有含氧官能团的GO能够牢固地吸附在基体表面,形成润滑层.XPS证实了分别添加有石墨和GO的润滑脂在摩擦试验过程中均与基体发生了摩擦化学反应,由铁的氧化物形成了一层润滑薄膜.结论 GO作为润滑脂添加剂可以有效降低摩擦因数,减少磨损量,延长润滑时间,提高润滑性能.     

三相磨料射流技术弹药除锈应用研究

为了改善弹药除锈修理作业环境,提高除锈的效果和效率,促进弹药修理的现代化.在弹药锈蚀原因和危害的基础上,阐述目前弹药除锈方法、存在的缺点和不足.从维修费效比的综合权衡更加合理考虑,提出利用一种新型的弹药除锈方法--三相磨料射流技术弹药除锈,分析三相磨料射流技术弹药除锈的机理、优点、工作原理和设备组成,并通过试验证明三相磨料射流除锈的可行性.得出结论:利用三相磨料射流技术对弹药除锈具有广泛的应用前景.     

某新型清洗剂在弹药弹筒表面漆膜清洗上的应用

目的用某新型清洗剂代替酒精、汽油应用于弹药弹筒表面漆膜清洗。方法选取先进、可靠、安全环保的某新型清清洗剂,应用于弹药弹筒表面漆膜中间过程中漆膜上的油污、汗渍、红丹、记号笔、药粉等污物的清洗。通过对弹药弹筒表面漆膜的特点、漆膜上各类污渍的组成以及对漆膜中间清洗工艺过程进行分析,同时针对上述特点,拟定清洗剂选用原则,结合清洗剂的组成、特点、除污机理,通过对清洗剂进行应用试验,从清洗剂安全性能、清洗后漆膜附着力性能、清洗后漆膜耐盐雾性能、清洗剂的清洗效果、清洗剂的挥发速度、清洗剂气味等几个方面进行试验。结果某新型清洗剂具备清洗效果好、挥发速度快、清洗效率高等优点,清洗后对弹药弹筒表面漆膜无影响,满足弹劳逸结合漆膜清洗质量要求。结论某新型清洗剂可以代替酒精和汽油在弹药弹筒表面漆膜清洗上进行应用,具有环保、无毒等特点,在弹药弹筒表面漆膜清洗应用领域具有推广意义。