Ti/TiN复合膜工艺优化及性能研究

利用正交试验和极差分析方法，分析了多弧离子镀Ti／TiN复合膜中工艺参数（弧电流、氮气分压、基体负偏压、钛过渡层厚度）对Ti／TiN复合膜的纳米硬度和膜与基体的结合力的影响及主次关系，并通过正交试验对工艺参数进行了优化。研究表明，氮气分压和弧电流是影响Ti／TiN复合膜纳米硬度的2个最主要因素，膜层与基体的结合力随着弧电流的增加而下降；升高基体负偏压，虽然可以提高Ti／TiN复合膜纳米硬度和膜与基体的结合力，但是高负偏压将急剧升高基体温度，可能导致基体退火；沉积一定厚度的钛过渡层可以显著提高TiN膜层与基体的结合力。     

基于均匀设计的NiCr-Cr_3C_2超声速等离子喷涂工艺参数优化

运用均匀化设计方法研究超声速等离子工艺参数对涂层的孔隙率和显微硬度的影响。利用逐步回归的数学方法回归分析喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离对孔隙率、显微硬度的综合作用。回归分析表明,三次多元多项式和二次多元多项式分别适合于表征上述工艺参数对涂层孔隙率和显微硬度的影响规律。对孔隙率回归方程和显微硬度回归方程进行数学处理并分析表明,超声速等离子喷涂NiCr-Cr3C2的最佳工艺参数对应的喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离分别185V,375 A,110 L/min和107 mm,该参数下的涂层孔隙率为1.07%,显微硬度值为1 097 HV0.3。经验证,孔隙率及显微硬度回归方程分别适合于表征喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离等工艺参数与NiCr-Cr3C2涂层孔隙率及显微硬度的关系。     

基体负偏压对CrAlN涂层组织和性能的影响

采用真空多弧离子镀技术,使用Cr30Al70(原子分数)复合靶,在不同的基体负偏压下,在不锈钢基体上制备了一系列CrAlN涂层;采用能谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、粗糙度仪、显微硬度仪、摩擦磨损试验机和划痕仪等系统分析了涂层的成分、表面形貌、相结构、粗糙度、显微硬度、摩擦磨损性能和界面结合性能。结果表明:随着负偏压的增大,涂层中x(Cr)/x(Cr+Al)的比值先增大后减小,当负偏压为150V时,该值达到最大,并与靶材成分接近;基体负偏压为200V时,涂层的表面粗糙度最大,涂层结晶度、硬度最佳,晶体相为固溶铬的面心立方AlN;涂层的摩擦磨损性能不仅与涂层的表面粗糙度相关,还与涂层非晶相中铝元素的含量以及涂层的内应力大小密切相关;界面过渡层制备工艺相同时,基体偏压对涂层和基体之间的界面结合性能影响较小。     

大气等离子喷涂工艺参数对Cr2O3涂层磨损性能的影响

通过正交试验分析了大气等离子喷涂中经常需要调整的工艺参数,即电弧电流、氩气流量、氢气流量和喷涂距离对Cr2O3涂层磨损性能的影响,并进行了磨痕的显微形貌观察和能谱分析.结果表明:影响涂层磨损性能由大到小的参数顺序依次为喷涂距离L、氢气流量GH2、电弧电流Ⅰ、氩气流量Gar;随Ⅰ、Gar、L的增大,涂层磨损量先减小后增加;随H2的增大,涂层磨损量减小;最佳工艺参数为电弧电流650 A,氩气流量40 L·min-1,氢气流量10 L·min-1,喷涂距离100mm;Cr2O3涂层的磨损机理为微观断裂剥落和粘着磨损共同作用.     

TiAlN涂层及微观组织结构研究

通过改变工艺参数,采用非平衡磁控溅射法在硬质合金基体上制备Ti Al N涂层来研究涂层微观结构的变化规律。经表面和断口形貌的扫描电镜结果显示,增加主因素偏压,涂层表面趋向光滑平整,结构趋向致密,表面的大颗粒数量明显减少。EDS能谱分析表明,涂层元素的含量受偏压和N2流量影响较大。XRD分析发现,膜层中有Ti Al N系和Ti N系的物相结构,Ti N/Ti Al N多层涂层主要从(111)晶面择优取向生长。     

真空电弧沉积薄膜显微硬度与工艺参数的关系

测试了各种工艺条件下真空电弧沉积 (VAD)的TiN薄膜的显微硬度 ,并研究了TiN薄膜硬度随基材、电弧电流、基片温度、氮气压力及负偏压的变化。实验结果表明 :在多数基材上 ,薄膜硬度均接近或超过 2 0GPa ,且薄膜的硬度与基材的硬度不呈比例关系 ,TiN薄膜的硬度随电流的增加有减少的趋势 ;在相当宽的温区内 ,TiN薄膜的硬度随温度上升而增大 ,而且在高温下的硬度值比低温时稳定 ,总体上 ,VAD比其它离子镀具有更宽阔的T区 ;在氮气压力为 0 .1Pa～ 1Pa的区域内 ,TiN薄膜的硬度稳定在 2 0MPa以上 ,而且适当的负偏压有利于提高TiN薄膜的硬度。     

偏压对TiBN纳米复合涂层结构及力学性能的影响

采用多弧离子镀技术,在单晶硅和硬质合金衬底上制备Ti-B-N涂层,使用XRD,SEM,硬度计和划痕仪系统研究了偏压对TiBN涂层结构、表面形貌、硬度和附着力的影响。在不同的基体偏压下,涂层表现了(111)面择优生长。-100 V偏压时沉积的TiBN涂层表面最平滑。随着基体偏压升高,TiBN涂层硬度逐渐增大,膜基结合力逐渐减小。-200 V制备的TiBN涂层硬度最大3600 HV,-50 V制备的TiBN涂层膜基结合力接近40 N。     

等离子喷涂铜铝涂层工艺研究

采用正交实验设计方法研究了等离子喷涂铜铝涂层过程中涂层硬度与等离子喷涂参数之间的响应关系,利用建立的响应公式,通过排列组合,优选出最佳工艺参数,并进行了实验验证。在实验参数区间内：涂层硬度HR15T与氩气流量、氢气流量及电流成正比,与喷涂距离成反比;在最优工艺参数范围下：获得的涂层硬度值分布在HR85～87之间,涂层结合强度≥32 MPa;涂层孔隙率≤3%,涂层最大孔洞尺寸约为8μm,涂层未熔粒子百分数约为3%,最大未熔粒子尺寸约为10μm;涂层试样弯曲170°后,涂层未出现脱落起皮现象。     

氮气流量比对CrN涂层结构及摩擦磨损性能的影响

采用直流磁控溅射技术在不同氮气流量比下在YG6基体上制备CrN涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析涂层相组成、涂层形貌与涂层元素成分,利用数字式显微硬度仪、划痕仪测定涂层硬度与涂层结合力,在摩擦磨损试验机考察涂层摩擦学性能。结果表明:氮气流量比(氮气流量占气体总流量的比例)为20%、30%时,CrN/YG6涂层结构相对疏松,呈柱状生长;氮气流量比为40%、50%时,CrN/YG6涂层结构较致密,呈三角颗粒状生长;随氮气流量比增大,涂层硬度先增大后减小,当氮气流量比为40%时达到最大值HV1 752.5;CrN涂层的摩擦因数随氮气流量比的增大变化不大,但磨损率先增大后减小再增大,当氮气流量比为40%时达到最小值2.03×10~(-8)mm~3/(N·mm)。研究表明,当氮气流量比为40%时,所制备的CrN涂层具有良好的综合性能。     

旋转密封环表面二硫化钼膜制备工艺研究

为解决某传动装置可靠性及寿命问题,在旋转密封环基体表面沉积了一层二硫化钼固体润滑膜,探讨了基体材料预处理工艺和真空室预处理参数,以及沉积工艺参数对其表面二硫化钼镀膜性能的影响,得到了最佳的二硫化钼膜制备工艺.结果表明,烘烤工艺参数为温度350 ℃,时间30 min,真空度3.0×10-2 Pa;离子轰击工艺参数为氩气压强4.5 Pa,负偏压1 000 V,时间20 min;沉积工艺参数为负偏压200 V,钼靶电流200 A,混合气体分压1.5 Pa时,获得的二硫化钼膜膜层致密,膜基结合强度高.台架试验表明,在旋转密封环基体表面沉积二硫化钼固体润滑膜,明显降低了密封环的摩擦因数.     

叶切面最大厚度数值计算与应用

以叶切面最大厚度的数值计算方法为基础,探讨叶切面最大厚度计算的计算机实现,介绍叶切面厚度数值计算法的应用实例.     

Natural frequencies of vibration of a class of solids composed of layers of isotropic materials

In a recent paper, the Ritz method with simple algebraic polynomials as trial functions was used to obtain an eigenvalue equation for the free vibration of a class of homogeneous solids with cavities. The method presented is here extended to the study of a class of non-homogeneous solids, in which each solid is composed of a number of isotropic layers with different material properties. The Cartesian coordinate system is used to describe the geometry of the solid which is modelled by means of a segment bounded by the yz, zx and xy orthogonal coordinate planes and by two curved surfaces which are defined by fairly general polynomial expressions in the coordinates x, y and z. The surface representing the interface between two material layers in the solid is also described by a polynomial expression in the coordinates x, y and z. In order to demonstrate the accuracy of the approach, natural frequencies are given for both a two- and three-layered spherical shell and for a homogeneous hollow cylinder, as computed using the present approach, and are compared with those obtained using an exact solution. Results are then given for a number of two- and three-layered cylinders and, to demonstrate the versatility of the approach, natural frequencies are given for a five-layered cantilevered beam with a central circular hole as well as for a number of composite solids of more general shape.     

活塞销孔加工工艺的改进

我公司于８０年代末引进Aspera公司年产８０万台冰箱（冷柜）压缩机生产线及软件技术，在压缩机加工中，活塞销孔（如图１所示）的加工是难点之一。用镗床加工，质量一直难以达到要求，废品率很高。后来我们将Aspera公司的加工工艺即精镗后滚光改为精镗后用金刚石铰刀粗、精铰孔，由此解决了这个技术难题。（１）原意大利Aspera公司工艺简述其工艺流程为：钻６．５通孔→扩孔至７＋０．１→粗镗７．４７３＋０．０３６、圆柱度０．０１→精镗至７．９３５＋０．００６、圆柱度０．００２→滚光７．９３８＋０．００６、圆柱度０…     

盘丝极心偏对三爪自定心卡盘找标精度影响的分析

三爪自定心卡盘作为机床的主要附件,已有一百多年的发展历史,尽管目前随着数控技术的不断发展,越来越多地需求高速动力卡盘,但三爪自定心卡盘目前仍有一定的市场。 要保证卡盘可靠地夹紧工件,必须使其有可靠的夹持精度;要保持卡盘的精度,必须要严格控制各零部件公差及误差,如盘丝的极心偏。 　　极心偏是形成圆的渐开线的基圆圆心 (极心 )与盘丝内孔中心不同心所造成的偏差值。它对卡盘精度的影响分两种情况,一是卡爪夹持弧采用配磨,二是卡爪夹持弧采用单磨。本文主要探讨配磨时的影响。 　　卡爪夹持弧采用配磨,即每台卡盘整体…     

Development of sclerometric method of studying activation of parameters of damage and fracture of friction deformable surfaces

The article presents a brief review of the wear models based on the kinetic thermofluctuation approach. The materials were developed using SamGTU sclerometric programming software and a set of instruments developed at Samara Engineering University for assessing the parameters of kinetic thermoactivation for surface fracture deformed by friction. The first obtained results of assessments and the estimated prediction of wear resistance exemplified by tribocouple of the aircraft chassis are presented.     

双丝杠驱动机构同步分析

介绍了双丝杠驱动机构工作原理,论述了双丝杠运动产生不同步的原因以及如何判定与解决同步问题。     

圆柱面素线的直线度公差带解析

详细分析了圆柱面素线的直线度公差带在新旧标准中定义和解释的区别，并从对圆柱面素线实际要素检测的角度，提出了推行新标准的实际意义。     

膨胀套导向机构的设计

通过分析膨胀套在实际使用产生滑移受阻现象、卡死现象原因的实质,并在分析产生问题原因的基础上提出了改进措施即：增加导向机构。     

广州地铁APM列车制动机理分析

根据广州市珠江新城旅客自动运输系统(APM)列车的运行特点,介绍APM列车制动系统的制动方式及其特点,分析APM列车动态制动和摩擦制动的工作机理及其区别和联系,阐明APM列车制动系统的电控制过程和气控制过程,从而为APM列车制动系统的维护和管理提供一定的依据.     

柴油机连杆疲劳失效的影响因素分析

运用有限元方法与疲劳寿命预测理论,对柴油机连杆在疲劳耐久性试验条件下的三维应力分布和疲劳寿命进行了数值模拟。通过对比连杆疲劳试验与寿命预估结果,结合连杆疲劳断口的微观分析,表明残余压应力使疲劳裂纹源的位置向连杆次表层推移,对高强度连杆的疲劳寿命具有重要影响。