电子束焊活塞顶圈毛坯质量的超声波检测

电子束焊活塞顶圈毛坯对无损检测技术提出了多方面的要求。研究及实际应用表明：采用超声波五探头水浸检测法，可对活塞顶圈毛坯内冷油道位置、镶环结合质量及薄弱区域的铸造缺陷进行全面检测，从而保证顶圈毛坯质量。     

耐磨镶圈活塞铝-铁结合区的研究

奥氏体铸铁耐磨镶圈在较高温度的Al-Si合金中渗铝后铸入铝活塞,这种活塞经超声波探伤检验与解剖分析,耐磨镶圈与活塞铝基体之间实现了冶金结合,其结合区由0.02～0.04mm厚的扩散层和0.1～0.3mm厚的浸渍层组成。扩散层的主要成分是含镍、硅、碳等合金元素的铁铝化合物,其导热性良好;耐磨镶圈与活塞铝基体的粘结面积达85%以上,其粘结剪切强度达39.0～49.5MPa。     

高强化发动机活塞冷却方式仿真

通过建立发动机内部活塞与周围环境的传热模型,应用三维有限元方法,对比分析了不同冷却方式对活塞热状态的影响作用。经过对发动机活塞采用内冷油腔、底喷无油腔、无底喷油雾、高位空心环内冷等4种不同冷却方式的对比计算,表明在高强化发动机上仅采用底喷无油腔、无底喷油雾无法满足活塞的使用要求,必须采用强制内部冷却才能有效大幅度降低活塞高温区域的温度,提高活塞的可靠性。     

铝基活塞耐磨圈结合质量超声C扫描技术研究

采用超声C扫描技术检测Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞耐磨圈结合质量。设计制作Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞模拟对比试样,利用该试样研究耐磨圈结合质量超声C扫描检测工艺。结果表明,超声C扫描技术可实现对Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞耐磨圈结合质量缺陷的定性、定位、定量检测。     

高负荷柴油机铝活塞毛坯制造技术的进展

本文简要介绍了机电部五二研究所近十多年来在高负荷柴油机铝活塞毛坯制造方面研究成功的Al—Fe双金属镶铸技术、水溶盐芯技术、陶瓷纤维—铝合金复合材料制造技术、薄钢顶—铝合金复合技术、真空电子束焊接技术和挤压铸造技术。     

活塞镶圈结合质量的快速超声检测方法

针对活塞毛坯在机加工后存在内部镶圈松动、结合层开裂的实际问题,设计并研制了一套镶圈结合质量快速超声检测系统。检测原理是:设计专门叶片式探头,采用超声穿透检测方式对活塞镶圈上、下结合质量进行扫描,采集透射超声波能量特征值,结合实验和理论推导建立结合质量与声衰减关系模型,实现结合质量的表征,并同步采集检测位置信号进行结合质量图形化重构。结果表明,该系统具有更高的检测精度,适用于直径≤220 mm的各种活塞成品检测。     

海湾战争中美军所使用的导弹的工艺和材料技术

介绍了战斧巡航导弹和爱国者防空导弹目前使用的工艺和材料技术状况及其未来的发展趋势。目前这两种导弹主要使用2219、2104铝合金及A-356、AMS-4299铸造铝合金。所用的先进工艺是:粘接、精密铸造、挤压铸造及自动化加工和检测技术,保证了加工和装配精度。为了在生产中使用最佳的工艺和材料,目前美国正验证复合材料用于导弹的可能性。     

前缸盖的间接挤压铸造技术研究

以SD510汽车空调压缩机前缸盖为研究对象,采用优化成分的6061、6082变形铝合金进行合金净化技术、细化技术、间接挤压铸造技术及热处理技术试验研究,并结合Procast铸造软件对间接挤压铸造的成形过程进行计算机数值模拟。结果表明:优化后的6061合金可用于间接挤压铸造;在一定压力范围内,提高间接挤压压力可相应地提高铸件的综合力学性能及内部组织的致密度;计算机数值模拟技术可有效指导间接挤压铸造工艺参数的选择。     

几种非连续纤维增强铝合金的制备

采用液态金属渗透法和复合铸造法制备了非连续纤维增强铝合金复合材料。液态金属渗透法是将液态金属挤压进纤维制成的预制块中;复合铸造法的特点是把粒子材料加入剧烈搅拌下部分凝固的合金浆料。这两种工艺和选用的增强剂成本低廉,并可沿用现有的工艺和设备。将多重增强剂与基体复合是提高复合材料性能的一条新途径。文章还介绍了复合材料发动机活塞的应用情况。     

大尺寸铝合金车轮挤压成形工艺

为实现大尺寸铝合金车轮整体挤压成形,利用空心坯料省力成形和无余料分流降载措施降低了工件成形载荷,用镦粗预制坯和去除不变形区铸造组织技术提高工件的组织均匀性。综合考虑尺寸、载荷、性能,制定了大尺寸铝合金车轮的整体挤压成形工艺。在此基础上设计、制造相应的成形模具,完成车轮的试制,验证了工艺的可靠性,为类似工件的成形提供工艺参考。     

柴油机活塞用水溶芯的研制

研制了柴油机活塞成型冷却油道的新型水溶芯。这种水溶芯强度高，表面光洁，水溶性好，性能稳定，成本低。用这种水溶芯铸出的冷却油道位置准确，轮廓清晰，其表面粗糙度可达到Ｒａ３．２～６．３μｍ。     

高硅铝合金缸套材料摩擦学性能研究

采用坦克专用机油润滑的往复式摩擦磨损试验方法,分别进行喷射沉积高硅铝合金缸套材料与发动机成品活塞环材料摩擦配副的油品试验、与各类成品活塞环材料的摩擦配副试验。摩擦配副的油品试验结果表明,低温型油品润滑比高温型及通用型油品润滑的磨损量、摩擦因数均小;活塞环摩擦配副试验结果表明,高硅铝合金磨损量及摩擦因数均较小,其中与准126激光陶瓷活塞环、磷化YH31活塞环摩擦配副效果更优。分析表明,高硅铝合金的摩擦学机制是软基体上分布的高硬度质点相起到耐磨与支撑作用,软基体磨下的凹坑具有储油与润滑作用。     

新型稀土6063铝材热加工性能研究

采用高温拉伸、高温压缩试验方法,对新型稀土6063铝合金半连续铸造锭坯材进行热变形加工性能研究。通过拉伸变形抗力、伸长率、压缩变形量、冲击速度的测量比较,以及两类试验试样的形貌、形态观察对比,确定新型稀土6063铝合金半连续铸造锭坯材最佳热挤压加工温度区间为450~480℃;实施大变形、高速挤压与在线连续淬火工艺,最佳热挤压温度区间应控制在430~480℃。     

界面耗能与纤维增强金属基复合材料的耐磨性

利用挤压铸造制备了Ａｌ＿２Ｏ＿３短纤维增强铝合金复合材料，研究了这种材料的界面对其耐磨性的影响。结果表明，在复合材料中，纤维与基体结合良好，并对铝合金具有增强作用；复合材料的界面可阻滞裂纹扩展，复合材料具有优异的耐磨性；基体中的合金元素有利于形成良好的界面，改善复合材料的耐磨性。     

油气弹簧主活塞斯特封泄漏流量计算与仿真研究

针对油气弹簧主活塞斯特封宽温域条件下的工作稳定性问题,基于材料力学及流体动力学分析与计算,建立了流体动密封数学模型,推导出了斯特封泄漏流量的理论计算公式;运用有限元模型获取密封间隙处的油膜压力数据,研究了工作温度、往复运动速度、预压缩率及沟槽尺寸对斯特封泄漏流量的影响规律。结果表明：同等工况下,往复运动速度增加、预压缩率减小、沟槽宽度或深度增大都会增加斯特封的泄漏流量;在材料许用温域范围内,随着工作温度的升高,斯特封的泄漏流量增加。     

粉末冶金法制备Ti3SiC2增强铜镍基复合材料及磨损性研究

采用粉末冶金法制备不同Ti3SiC2含量的铜镍基复合材料,用X线衍射仪、维氏显微硬度计、ML-10摩擦磨损机、扫描电镜测试样品的物相、显微硬度、磨损性、表面形貌。结果表明:随Ti3SiC2含量的增加试样的晶格常数逐渐减小,样品的硬度逐渐增大;试样的耐磨性随Ti3SiC2含量的增加先增大后减小,Ti3SiC2的质量分数为8%的样品具有最好耐磨性;在润滑油下试样的磨损机制主要为磨粒磨损。     

计及动态冲击挤进过程的埋头式弹药内弹道特性

为能够精确预测埋头式弹药的内弹道特性,了解埋头式弹丸动态冲击挤进过程中尼龙弹带的变形形态、失效模式及刻槽形成机理。利用LS-DYNA软件,建立计及挤进系统复杂结构和埋头式弹丸动态冲击特性的三维有限元模型,并进行模拟仿真。结合埋头式弹药两级点火和火药程序燃烧的新原理,进一步建立埋头式弹丸挤进过程初始内弹道与挤进完成后内弹道的一体化模型,并对比数值计算与试验测试结果。对比结果表明：弹带材料直接受膛线作用发生断裂失效模式主要以剪切失效为主,挤进过程分为初期依靠初始速度减速挤进与后期火药燃气推动加速挤进阶段,两阶段弹带材料受膛线挤压均产生大变形,相应的挤进阻力也较大,最终通过拟合得到了弹丸动态冲击挤进阻力表达式,并与内弹道方程耦合建立了埋头式弹丸内弹道一体化精确模型,该模型计算结果与试验吻合较好,验证了其准确性,为今后这种新型弹药的装药结构设计提供了有益的参考。     

流变铸造法制备SiC_p／Zn基复合材料的研究

采用流变铸造法制备了ＳｉＣｐ／Ｚｎ基复合材料，对该材料进行了弯曲强度、冲击韧性、压缩强度、硬度及耐磨性等性能试验，结果表明：ＳｉＣｐ的加入，使锌合金的压缩强度、室温和高温硬度以及耐磨性明显提高，其弯曲强度略有降低，而其冲击韧性下降３～５倍。最后还讨论了颗粒含量、颗粒直径以及基体特性对该复合材料性能的影响。