表面织构群聚行为的无损检测方法及应用

微小尺度表面的无损检测与三维表征是表面微织构技术产业化应用的前提和关键。针对表面织构形貌检测问题,运用激光表面织构技术制备具有群聚效应的织构表面,重新定义织构形貌三维表征参数,采用Hommel-T1000轮廓仪采集微织构的二维轮廓,基于Matlab二次开发的多层拟合处理程序,获得精准微织构三维形貌;通过非线性规划得到多层拟合的可行域及关键参数;对比验证了多层拟合与Wyko-NT1100白光干涉仪表征结果的一致性;根据发动机缸孔织构形貌在线检测的需要,设计并开发了具有低成本和高可靠性特性的无损检测系统。     

表面微织构刀具切削加工技术

刀面微织构改变了刀具与切屑之间的摩擦状态,表面微织构刀具在切削中能够降低刀具磨损、提高刀具寿命和切削性能,研究表面微织构刀具的切削加工技术具有重要意义。通过对表面微织构刀具切削加工技术进行综述,介绍了表面微织构刀具制备方法以及表面微织构刀具在切削加工过程中的切削力、切削温度、刀具磨损、工件加工表面粗糙度的影响规律,梳理了表面微织构在不同刀具上的应用,对表面微织构刀具切削加工技术的未来发展趋势进行了展望。     

微织构刀具制备技术及加工性能研究新进展

近年来,随着可持续发展的兴起,国家对制造业提出了更高的要求,切削作为一种常用的加工手段,其刀具性能的提高也备受关注.在刀具表面制备织构是提高刀具性能的一项先进技术,该技术可以改善刀具的切削性能,从而提高基材的加工表面质量并延长刀具寿命.研究表明,刀具表面的织构通过减小刀具与切屑间的接触长度并改善摩擦条件,有助于降低切削力和切削温度;此外,织构还可以储存润滑剂,有助于实现微量润滑,从而使加工过程更加环保;因此,微织构刀具能有效缓解现有加工过程中存在的切削热过多和污染严重等问题.本文系统地综述了微织构刀具研究领域的最新进展,梳理了织构的制备技术,分析了微织构刀具的作用机理,总结了表面织构对刀具性能、切削性能和加工表面质量的影响以及微织构刀具的应用领域.最后指出了微织构刀具的发展趋势,希望能为微织构刀具领域后续开展深入研究工作提供参考.     

车刀表面微孔织构耐磨性能分析

利用激光加工技术在硬质合金刀具表面制备出不同直径大小的微坑结构。通过正交切削Ti6Al4V合金研究有织构和无织构刀具对刀具耐磨损性能和被加工表面粗糙度的影响。结果表明:随着激光功率的增加,微坑直径和坑深呈增大趋势;织构刀具的耐磨损性能优于无织构刀具;织构刀具的被加工表面粗糙度低于无织构刀具;织构刀具微坑直径对刀具耐磨损性能和被加工表面粗糙度的影响存在一个临界值。     

电火花成型表面的脉冲电化学光整加工技术基础实验研究

在电火花成型表面上进行了脉冲电化学光整加工技术的实验研究.研究表明:脉冲电流密度、脉冲频率及极间间隙对表面光整效果有显著影响.通过实验给出了合适的工艺参数值.该工艺可将Ra1.6μm的普通电火花加工表面光整达到Ra0.042μm的表面.     

BTA深孔钻的微织构制备与钻削试验研究

针对钻削过程中,深孔加工刀具磨损严重的问题,提出在BTA深孔钻刀齿的前后刀面上加工出不同尺寸参数的表面微织构的思路,制备了表面微织构BTA深孔钻;通过深孔钻削试验,分析了微织构宽度与微织构间距对BTA深孔钻刀齿钻削性能的影响,并检验了后刀面加工表面微织构的可行性,为表面微织构技术在深孔钻削领域的应用提供了基础依据。     

刀具表面微织构设计和切削仿真分析

织构在刀具表面上的应用受到众多使用者的青睐,为了进一步深化对织构的设计,使其具有更好的润滑减摩效果,针对微凹坑织构的单一独立性和宽凹槽织构的锯齿切削现象的弊端,设计了微凹坑-凹槽线性组合织构形貌。采用ABAQUS通用软件对新型织构类型刀具进行二维切削仿真,通过仿真对比后发现,织构刀具在应力、切削温度、切屑形态方面都表现出较好的优越性,并且在切屑卷曲方面,织构与刀面交接处的弧度对切屑表面光整度具有较大影响,较大的弧度能够有效降低锯齿切削现象。     

织构化AlCrN涂层表面的摩擦磨损性能研究

为了探讨微织构对硬质涂层表面的摩擦磨损性能的影响,利用激光技术在AlCrN涂层表面制备了一种沟槽型微织构,并在UMT-2摩擦磨损试验机上进行往复式摩擦磨损试验。试验分别在不同载荷、滑动速度和润滑条件下,对微织构化AlCrN涂层表面的摩擦磨损性能进行了评价。研究表明,涂层表面加工微织构能够有效提高表面摩擦磨损性能,在低载荷和高滑动速度条件下,微织构的作用最大,而织构表面添加润滑脂能够更有效地提高减磨效果。     

本期导读

纳米流体与微织构耦合作用对刀具材料摩擦磨损性能的影响研究P3-10朴占鹏张克栋周驰驰奚子杰王澳封封合理的表面织构可有效改善摩擦副界面间的摩擦状态。为研究纳米流体与表面微织构耦合作用对硬质合金刀具材料摩擦性能的影响,采用"两步法"将纳米Fe3O4颗粒添加到水基切削液基础液,制备出质量分数为0.5%的Fe3O4纳米流体,并利用激光微加工技术在光滑的YG6X硬质合金样件表面制备出不同尺寸参数的沟槽型与凹坑型表面微织构。     

超声滚压加工表面微织构的研究

为了研究超声滚压加工表面微织构工艺,选用45钢试样作为研究对象,分析了工艺参数包括滚压球直径、步距、静压力和进给速度对织构形貌及深度的影响,并对织构化后工件的表面性能进行了单因素实验。结果表明,超声滚压工艺可以在表面制备稳定的织构,滚压球直径与步距对表面形貌影响较大,采用8 mm滚压球与0.2 mm步距参数,能获得较为明显的织构形貌。静压力的提升可以有效提升表面硬度及晶粒细化程度,而进给速度对表面性能的影响较为复杂。     

边界和混合润滑下仿鲨鱼皮织构的减摩性能

鲨鱼皮体表的盾鳞结构上呈现细小的肋条,形成了一种非光滑表面的沟槽,并具有明显的减阻效果。探究盾鳞结构的表面特征,将其应用到机械表面摩擦中达到减摩效果。根据肋条曲线拟来进行拟合,重新构建仿鲨鱼皮织构表面模型,并在45钢表面制备出织构化的试样;之后采用MM-P2摩擦磨损试验机,考察织构化对光滑表面摩擦性能的影响;研究结果明:200N载荷条件下,凸起型织构的45钢表面,相比未织构表面,仿鲨鱼皮织构面的摩擦系数在边界润滑和混合润滑下分别降低9.52%和11.06%。     

复合工艺制备的表面微凹坑织构的摩擦性能研究

在构建的激光电化学复合微加工系统上,采用皮秒脉冲激光辐照与电解刻蚀复合加工方法在7075铝合金表面制备出不同尺寸的阵列凹坑微织构。采用共聚焦显微镜观测复合加工织构试样表面形貌,采用MFT-5000型RTEC摩擦磨损试验机研究润滑条件下凹坑织构的摩擦学性能,并探讨直径、深度、面积密度对减摩性能的影响。结果表明:复合加工工艺制备的表面微织构具有良好的表面形貌;润滑条件下材料表面的凹坑型织构能显著改善其摩擦学性能,相比光滑表面最高可降低摩擦因数30%;在实验参数范围内,凹坑的直径与面积密度对材料表面摩擦性能影响较大,凹坑深度对摩擦性能影响较小。     

亲疏复合微织构刀具表面的制备及液滴运动调控试验研究

钛合金切削加工过程中刀具极易磨损,严重影响加工质量和加工效率。为延缓刀具磨损,结合表面织构和润湿差异性表面的减摩降磨方法,在聚晶金刚石PCD刀具表面利用激光加工和低表面能处理技术制备了亲疏复合织构,并研究了其润湿性规律。利用自行搭建的静电雾化装置验证了亲疏复合织构对液滴运动状态的调控作用。     

表面织构对错位瓦轴承静动特性的影响

为研究表面织构对错位瓦轴承的静动特性的影响,在错位瓦轴承表面制备几何形状为半正弦波、矩形、三角形的表面织构,建立表面织构错位瓦轴承的流体动力学润滑模型,采用有限细胞算法求解雷诺方程和能量方程,得到错位瓦轴承的关键静动特性参数,对比有无表面织构情况下的最小油膜厚度、最大油膜压力、温升、功耗和流量、刚度和阻尼等参数。结果表明:相对于光滑表面,织构增加了流量和最大油膜压力,降低了温升,减小了最小油膜厚度,同时使临界质量有所降低;在定载荷及不同转速工况下矩形织构性能最优,其最小油膜厚度最小,最大油膜压力和临界质量最大,正弦织构性能次之,三角形织构性能最差;在定转速及不同转速工况下,矩形织构轴承承载能力最大,正弦织构次之,三角形织构最小,但三角形织构临界质量最大,轴承稳定性最好。     

微织构刀具及其切削加工

微织构刀具的研究始于21世纪初,其主要技术思想是通过在刀具表面的特定位置上加工出表面织构以改善切削加工中刀-屑接触界面的摩擦润滑状态,已成为一种极具发展潜力的刀具。针对微织构刀具的研究进展,对多种不同类型微织构刀具的制备、切削性能和理论基础进行了介绍。     

增材制造SLM工艺对Ti6Al4V表面织构成型质量的影响

为了探究增材制造SLM工艺对“一步法”制备Ti6Al4V表面织构实际成型尺寸和形貌等成型质量的影响,文章采用金属3D打印机在选择性激光熔化(SLM)工艺下制备表面具有不同理论织构直径和深度的Ti6Al4V钛合金试样,观察并分析得到凹坑织构边缘和底部的未熔物随着织构直径和深度的增大而增多。随着理论织构深度增加,D400试样凹坑织构的实际直径和平均直径误差均先增加后减小,平均直径误差最小为2.08%;D800试样凹坑织构的平均直径误差呈下降趋势,最小为2.84%。而D400试样凹坑织构的平均深度误差逐渐减小,最小为2.23%;D800试样凹坑织构深度方向成型精度较低。3D打印一体成型可以在Ti6Al4V钛合金表面制备较好的凹坑织构,且实际凹坑织构在直径方向的成型质量优于深度方向。     

硬质合金表面正弦微织构对其摩擦磨损性能的影响研究

为了探讨微织构对硬质合金表面摩擦磨损性能的影响,利用激光技术在硬质合金表面制备了一种正弦状沟槽型微织构,并在UMT-2摩擦磨损试验机上进行直线往复式摩擦磨损试验。试验分别在不同载荷、滑动速度和润滑条件下,对微织构化硬质合金表面的摩擦磨损性能进行评价。研究表明:硬质合金表面加工微织构并添加固体润滑脂能够有效降低硬质合金表面的摩擦系数;在同等条件下,正弦型微沟槽表面比传统直线型微沟槽表面具有更好的减磨性能;在高载荷和高滑动速度并添加润滑脂的条件下,正弦型微织构试样表面的减磨性能最好。     

齿轮表面织构化研究现状与进展

高速重载时齿轮摩擦界面的高温强应力场,是导致齿轮传动机构工作效率、运动精度及使用寿命降低的主要原因。应用表面织构可以改变齿轮副摩擦界面的摩擦学特性,为齿轮减摩降磨技术提供了一条新途径。介绍现有齿轮副齿面抗摩擦和磨损的主要方法,从理论上分析应用表面织构化齿轮减摩的可行性;分别综述表面织构技术在齿轮润滑和提高界面摩擦学特性方面的研究现状与进展,同时分析齿轮表面织构减摩机制、表面织构特征参数研究及表面织构设计方法方面存在的问题,提出后续应重点针对极端工况下的齿轮织构作用机制、特征参数与润滑效果关系及多变量齿轮织构设计方法开展研究,并展望齿轮表面织构技术对齿面减摩重要意义和应用前景。     

檢查工件表面光潔度的方法

表面光潔度的計量方法由於機械制造的高度發展,對零件加工質量的要求越来越高,不但要求工件的各個尺寸准確,並且要求加工表面的光潔度符合规定。以前,工件的表面光潔度只是用▽,▽▽,▽▽▽,▽▽▽▽等符號來表示,這些符虢,只能表示工件的表面由粗糙逐步光潔,而沒有一個量值来表示加工表面的光潔度,所以是不很精確     

晶体硅电池与组件功率分布影响的研究

晶体硅组件的功率分布情况一直是其生产过程中需要控制的问题,本文通过对晶体硅电池参数(开路电压、短路电流、效率和填充值)的分布情况来验证组件的分布影响。