机械曲轴锻造温度的智能控制研究

采用常规PID控制和基于模糊PID的智能控制两种控制方式对锻造温度进行了控制,并进行了42CrMoV钢机械曲轴锻件冲击性能和磨损性能的测试与分析。结果表明,与常规PID控制相比,智能控制获得的机械曲轴锻件冲击吸收功从64 J增大到72 J,增大了12.5%;智能控制获得的机械曲轴锻件磨损体积从31×10~(-3)mm~3减小到23×10~(-3)mm~3,减小了25.8%,曲轴的冲击性能和磨损性能得到明显提高。     

6061铝合金锻压温度的智能控制研究

采用模糊PID(比例-积分-微分)控制的智能控制技术对6061铝合金锻压温度进行了控制,并进行了合金力学性能和磨损性能的测试与分析。结果表明,与常规PID控制相比,使用模糊PID智能控制能使合金抗拉强度增大28MPa,屈服强度增大33 MPa,室温20 min磨损体积减小13×10~(-3)mm~3(从36×10~(-3)减小到23×10~(-3)mm~3),合金强度和磨损性能得到提高。     

基于智能控制的铸造ZM5镁合金组织与性能研究

对ZM5镁合金分别进行了重力铸造和基于智能控制的真空调压铸造试验,且进行了两种铸造方式的镁合金组织、腐蚀性能及磨损性能的测试与分析。结果表明:与重力铸造相比,基于智能控制的真空调压铸造试样的平均晶粒尺寸减小了28μm(从62μm到34μm),晶粒细化;腐蚀电位正移了127 mV(从-0.932V到-0.805V);经20 min磨损后,磨损体积为19×10~(-3) mm~3,较重力铸造的镁合金试样(38×10~(-3) mm~3)减少了50%。采用基于智能控制的真空调压铸造可明显细化ZM5镁合金晶粒,提高耐腐蚀性能和耐磨损性能。     

基于模糊PID温度控制的锻造AZ61镁合金性能研究

采用三种不同方式对AZ61镁合金锻造温度进行了控制,测试和分析了锻件的力学性能、磨损性能和显微组织。结果表明,锻造温度的模糊PID控制有助于细化锻压态AZ61镁合金晶粒,提高合金的强度和磨损性能。与无PID控制相比,模糊PID控制获得的锻态AZ61镁合金抗拉强度增大24 MPa(从290 MPa增加到314 MPa),屈服强度增大26 MPa(从185 MPa增加到211 MPa),磨损体积减小22×10~(-3)mm~3(从42×10~(-3)mm~3减小到20×10~(-3)mm~3),平均晶粒尺寸减小9.3μm(从17.4μm减小到8.1μm)。     

液态模锻温度对镁合金汽车转向节臂性能的影响

采用不同的液态模锻工艺参数进行了汽车用AZ80镁合金转向节臂的成形,并进行了试样的耐磨性能和冲击性能的测试与分析。结果表明:随浇注温度从690℃增至770℃,模具预热温度从200℃增至320℃,试样的耐磨性能和冲击性能均先提高后下降。与690℃浇注相比,当浇注温度提高到750℃时试样的磨损体积减小31%(从26.0×10~(-3)mm~3到17.9×10~(-3)mm~3),冲击吸收功增大27%(从41.1J到52.2J);与模具预热200℃相比,当模具预热温度提高到280℃时试样的磨损体积减小36%(从28.0×10~(-3)mm~3到17.9×10~(-3)mm~3),冲击吸收功增大24%(从42.1J到52.2J)。液态模锻AZ80镁合金汽车转向节臂的浇注温度和模具预热温度分别优选为750℃和280℃。     

钛合金机械盘件锻压工艺的模糊PID控制

对TC4钛合金机械盘件的锻压过程进行了常规控制和模糊PID控制,并进行了两种控制的机械盘锻件的力学性能、耐磨损性能和显微组织的测试、分析和比较。结果表明,与常规控制相比,模糊PID控制的锻件的抗拉强度和屈服强度分别增大了32 MPa和38 MPa。当磨损时间分别为5、10、15、20、25 min时,磨损体积分别减小了~3×10~(-3)、7×10~(-3)、11×10~(-3)、14×10~(-3)、17×10~(-3)mm~3。经模糊PID控制后,机械盘锻件的晶粒细化,组织较均匀,力学性能和耐磨损性能均优于常规控制。采用模糊PID控制提高了机械盘锻件的质量。     

多向锻造镁合金机械外壳的性能优化

对AZ61Ce0.5镁合金机械外壳试样进行了常规锻造和多向锻造下的显微组织观察和耐腐蚀性能、耐磨损性能的测试与分析。结果表明:经多向锻造的镁合金机械外壳试样的晶粒得到细化,显微组织得到极大改善;腐蚀电位为-0.886 V,较常规锻造时正移了46 mV(-0.932→-0.886V);磨损25 min后磨损体积比常规锻造时减小27%(26×10~(-3)→19×10~(-3)mm~3),多向锻造试样的耐腐蚀性能和耐磨损性能均优于常规锻造。     

机械壳体用Mg-Al-Zn-Ti合金的压铸工艺及性能研究

使用不同的浇注温度、压射比压和型腔温度进行了机械壳体用Mg-Al-Zn-Ti合金试样的压铸试验,并进行了磨损试验与分析。结果表明:当浇注温度从660℃增大到740℃,压射比压从35MPa增大到75MPa时,合金的耐磨性均先提高后下降;当型腔温度从150℃增大到250℃时,合金耐磨性先提高后基本不变。与660℃浇注相比,浇注温度700℃时合金的磨损体积(30.5×10~(-3)mm~3)减小33.7%;与压射比压35MPa相比,压射比压65MPa时合金的磨损体积(30.5×10~(-3)mm~3)减小31.2%;与型腔温度150℃相比,型腔温度200℃时合金的磨损体积(30.5×10~(-3)mm~3)减小35.4%。合金的浇注温度、压射比压和型腔温度分别优选为700℃、65MPa、200℃。     

等温锻造应变速率对机械盘件TC4钛合金力学性能和耐磨损性能的影响

采用不同的等温锻造应变速率进行了机械盘件TC4钛合金的锻造成形,并进行了室温力学性能和耐磨损性能的测试和分析。结果表明:等温锻造应变速率对机械盘件TC4钛合金的力学性能和耐磨损性能产生明显影响;随等温锻造应变速率从6×10~(-4)s~(-1)增大到6×10~(-3)s~(-1),试样的抗拉强度先减小后增大,断后伸长率和磨损体积先增大后减小;与6×10~(-4)s~(-1)应变速率相比,采用6×10~(-3)s~(-1)应变速率的抗拉强度增大了15 MPa,断后伸长率减幅较小,减小了1.9%,磨损体积减小了3×10~(-3)mm~3,试样的力学性能和耐磨损性能均先下降后提高。机械盘件TC4钛合金的等温锻造应变速率优选为6×10~(-3)s~(-1)。     

新型机械垫块的铸造工艺参数优化

采用不同熔炼温度、浇注温度和浇注速度进行了ZG35CrV钢新型机械垫块的铸造,并进行了冲击磨料磨损试验。结果表明:熔炼温度1580℃时,垫块冲击磨料磨损体积较1520℃熔炼时(磨损体积23.0×10~(-3) mm~3)减小47.8%;浇注温度1550℃时,垫块冲击磨料磨损体积较1600℃浇注时(磨损体积26.0×10~(-3) mm~3)减小53.8%;浇注速度300 mm/min时,垫块冲击磨料磨损体积较700 mm/min浇注时(磨损体积24.0×10~(-3) mm~3)减小50%。ZG35CrV新型机械垫块的熔炼温度、浇注温度和浇注速度分别优选为:1580℃、1550℃、300 mm/min。     

机械零件用铸造Al-Si-V铝合金的高温性能

采用不同浇注温度制备了机械零件用铸造Al-Si-V铝合金,并进行了高温磨损和高温氧化试验。结果表明,浇注温度在680～740℃时,合金的高温磨损性能和高温抗氧化性能均先提高后下降。与680℃浇注温度的合金相比,710℃浇注的合金500℃高温磨损体积在62×10~(-3) mm~3的基础上减小33×10~(-3) mm~3,500℃×24 h高温氧化后的质量变化率从13.4%减小到7.8%。合金的浇注温度优选为710℃。     

锻模用新型合金的高温耐磨和抗氧化性能研究

在不同烧结温度制备了锻模用Mo-Ti-Zr-Sr-C新型合金试样,并进行了高温耐磨损性能和高温抗氧化性能的测试与分析。结果表明:随烧结温度从1850℃增加至2050℃,合金的磨损体积和单位面积质量增加率均先减小后增大,高温耐磨损性能和高温抗氧化性能均先提升后下降。与1850℃烧结温度的试样(磨损体积38×10~(-3)mm~3,单位面积质量增加率9.9%)相比,2050℃烧结温度的试样磨损体积减小了42%,单位面积质量增加率减小了23%。锻模用Mo-Ti-Zr-Sr-C新型合金的烧结温度优选为2050℃。     

铸锻复合成形6063铝合金的工艺优化

采用不同的锻压力、启锻时间和保压时间进行了6063铝合金的铸锻复合成形,并进行了室温力学性能和耐磨损性能的测试和分析。结果表明,随锻压力从70 MPa增加到150MPa、启锻时间从2 s增加到6s、保压时间从5 s增加到35 s,试样的力学性能和耐磨损性能均先提升后下降。与70 MPa锻压力相比,采用130 MPa锻压力时合金的抗拉强度增大42 MPa、磨损体积减小18×10~(-3)mm~3;与2 s启锻时间相比,采用6 s启锻时间时合金的抗拉强度增大17 MPa,磨损体积减小7×10~(-3)mm~3;与5 s保压时间相比,采用25 s保压时间时合金的抗拉强度增大29 MPa,磨损体积减小13×10~(-3)mm~3。6063铝合金的铸锻复合成形工艺参数优选为:130 MPa锻压力、4s启锻时间和25 s保压时间。     

锻造温度对4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢性能的影响

采用不同始锻和终锻温度对4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢进行了锻造,并进行了磨损性能和热疲劳性能的测试与分析。结果发现,与始锻温度1050℃(磨损体积28.5×10~(-3) mm~3,热疲劳裂纹9级)相比,1125℃始锻时4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢的磨损体积减小40.5%,热疲劳裂纹级别减小5级;与终锻温度850℃(磨损体积26.8×10~(-3)mm~3,热疲劳裂纹8级)相比,900℃终锻时模具钢的磨损体积减小36.7%,热疲劳裂纹级别减小4级。为了提高4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢试样的抗磨损性能和热疲劳性能,优化后的始锻温度和终锻温度分别为1125、900℃。     

锻造工艺参数对H13热作模具钢性能的影响

采用不同的始锻温度、终锻温度和锻造比进行了H13热作模具钢试样的锻造试验,并进行了热疲劳性能和高温耐磨损性能的测试与对比分析,研究了锻造工艺参数对H13热作模具钢性能的影响。结果表明:随着始锻温度从1050℃增加至1150℃、终锻温度从825℃增加至925℃,H13热作模具钢的热疲劳级别和高温磨损体积均先变小、后变大,即其热疲劳性能和高温耐磨损性能均先变好、后变差;当锻造比从3增加至7,H13热作模具钢的热疲劳级别和高温磨损体积均先变小、后基本不变,即其热疲劳性能和高温耐磨损性能均先变好、后基本不变。H13热作模具钢的始锻温度优选值为1125℃、终锻温度优选值为900℃、锻造比优选值为5。与始锻温度1050℃相比,1125℃始锻时,试样的热疲劳级别数值减小4级、高温磨损体积减小16×10~(-3) mm~3;与825℃终锻相比,在900℃终锻时,试样的热疲劳级别数值减小6级、高温磨损体积减小20×10~(-3) mm~3;与锻造比为3时相比,锻造比为5时,试样的热疲劳级别数值减小2级、高温磨损体积减小6×10~(-3) mm~3。     

搅拌铸造对汽车空调压缩机轴用20CrVCe钢性能的影响

利用不同工艺铸造了汽车空调压缩机轴用新型20Cr VCe钢试样,并进行了试样的力学性能和磨损性能的测试与分析。结果表明:搅拌铸造能显著提高试样的强度和磨损性能。随浇注时机械振动频率的增大,试样的强度和磨损性能均先提高后下降。与常规铸造相比,采用40 Hz机械振动频率的搅拌铸造,试样的抗拉强度增大40 MPa,屈服强度增大44 MPa,断后伸长率减小0.5%,磨损体积减小13.2×10~(-3)mm~3。铸造工艺优选为:浇注时40 Hz机械振动频率的搅拌铸造。     

锻压温度对6061-0.25Mo0.25V铝合金花盘零件性能的影响

在不同锻压温度进行了6061-0.25Mo0.25V铝合金花盘零件的锻压试验,并进行了室温及高温耐磨损性能的测试与分析。结果表明:随始锻温度从370℃增至490℃或终锻温度从290℃增至410℃,零件在室温及高温的耐磨损性能均表现为先提高后下降的变化,但是始锻温度和终锻温度对零件高温耐磨损性能的影响更为显著。与370℃始锻相比,460℃始锻时零件室温和高温磨损体积(室温12×10~(-3)mm~3,高温23×10~(-3)mm~3)分别减小43%、56%。与290℃终锻相比,350℃终锻时零件室温和高温磨损体积(室温12×10~(-3)mm~3,高温23×10~(-3)mm~3)分别减小48%、60%。零件的始锻温度和终锻温度分别优选为460℃和350℃。     

搅拌摩擦加工高强度建筑钢工艺与组织性能研究

采用改变旋转速度对超高强度钢进行了FSP改性研究。进行了显微组织、力学性能、耐磨损性和耐腐蚀性的分析。结果表明:随旋转速度从300r/min提高至900r/min,FSP改性超高强度钢的晶粒先细化后粗化,力学性能、耐磨损性和耐腐蚀性能先提高后降低,抗拉强度从734 MPa先增加至926 MPa再降低至858 MPa;磨损体积从83×10~(-3)mm~3先减小至41×10~(-3)mm~3再增加至59×10~(-3)mm~3;中性盐雾腐蚀240h后的质量损失率从10.4%先减小至2.7%再增大至6.5%。旋转速度优选600 r/min。     

含钒机械轴承钢的锻造工艺优化研究

采用不同工艺参数进行了新型含钒机械轴承钢锻造,并进行了锻造工艺优化前后的冲击性能和耐磨损性能的测试与分析。结果表明:与工艺优化前相比,工艺优化后的冲击韧度增大了7.9 J/cm~2(32.8→40.7 J/cm~2),磨损体积减小了6.8×10~(-3)mm~3(18.4×10~(-3)→11.6×10~(-3)mm~3),新型含钒机械轴承钢试样的冲击性能和耐磨损性能均得到显著提高。新型含钒机械轴承钢的优化锻造工艺为1140℃始锻温度,900℃终锻温度,拔长比4。     

旋转速度对旋锻汽车半轴性能的影响

采用不同的旋转速度对42CrMo钢汽车半轴进行了旋锻,并进行了磨损性能和冲击性能的测试与分析。结果表明,随旋转速度从30 r/min增大至110 r/min,半轴试样的磨损体积先减小后增大,冲击吸收功先增大后减小,磨损性能和冲击性能先提升后下降。当旋转速度70 r/min时,试样的磨损体积达到最小值17×10~(-3)mm~3,冲击吸收功达到最大值89 J,与30 r/min旋转速度相比,磨损体积减小了29.17%,冲击吸收功增大了11.25%。旋锻42CrMo钢半轴的最佳旋转速度为70 r/min。