涂层对钛合金高速切削加工性能的影响

采用TiAlN和TiAlSiN涂层的两种硬质合金刀片高速干式切削钛合金(TC4),测量并分析了涂层刀片的切削寿命、车削过程中的切削力及工件已加工表面粗糙度,并利用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析仪对涂层硬质合金刀片的磨损区域进行了观察分析,探讨了涂层刀片的磨损机理,研究了涂层对钛合金车削加工性能的影响。经过5次反复实验,结果表明:TiAlN涂层刀片高速车削钛合金的耐磨损性能较TiAlSiN涂层刀片提高20%左右;随着磨损的加剧,TiAlSiN涂层刀片的切削力在后期大于TiAlN涂层刀片的切削力;同时,TiAlSiN涂层刀片加工的表面粗糙度也随着刀尖的磨损、刀尖圆弧变大而降低;两种刀片的磨损机理是粘结磨损、扩散磨损、氧化磨损和磨粒磨损同时发生并相互促进,TiAlSiN涂层刀片的切削刃和后刀面磨损较TiAlN涂层刀片快,TiAlN涂层刀片磨损均匀。     

铸态Al-Cu-Mg-Mn-Ag-(Si)合金的显微组织与时效硬化

采用金相观察、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）及硬度测试,研究了高含量Si的添加对铸态Al-5.3Cu-0.8Mg-0.5Mn-0.6Ag（wt.%）合金组织与时效硬化过程的影响。结果显示,高含量Si的添加降低了合金的时效硬度,延长了合金在185℃时的峰时效时间。TEM显示,Si的添加抑制了基体合金中Ω相的析出,含6.0%Si的Al-5.3Cu-0.8Mg-0.5Mn-0.6Ag合金的强化相由θ′相与σ相组成。     

GH4169晶面衍射弹性常数计算与测量

根据复相材料细观力学模型,预测了镍基高温合金等效弹性响应,基于宏观应力-应变关系,理论计算了GH4169及组分材料等效弹性性质参数,即等效弹性模量■,等效体积模量■,等效剪切模量■和泊松比■,与文献报道的实验值进行对比分析。结果显示:GH4169合金理论计算值■=218.60 GPa,■=180.20 GPa,■=84.20 GPa,■=0.298与实验值偏差分别为7.16%、10.69%、6.58%、0.67%;γ′相理论计算值■=201.10 GPa,■=173.70 GPa,■=76.93 GPa,■=0.307与实验值偏差分别为1.42%、0.40%、2.00%、1.66%,较小的误差证明了该模型的准确性;进一步,理论预测了镍基高温合金细观弹性响应,基于单轴载荷作用下细观弹性应力-应变关系,理论计算了GH4169合金γ-(Ni-Cr-Fe)相(220)晶面衍射弹性常数,即E_(220)=233.89 GPa,v_(220)=0.284;同时,采用四点弯曲标定载荷应力,结合X射线衍射应变实验测量了γ-(Ni-Cr-Fe)相(220)晶面衍射弹性常数,并与理论计算值对比分析。结果表明,实验测量值E_(220)=248.00 GPa、v_(220)=0.276与理论值的偏差分别约为5.69%、2.90%,证实了该理论模型的准确性,也为衍射法测量残余应力研究提供理论基础。     

添加Cu对PVD AlTiN涂层组织结构和性能的影响

采用阴极弧蒸发离子镀在硬质合金刀具基体上分别沉积AlTiN和AlTiN-Cu涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪等分析测试手段研究涂层形貌、组织结构和力学性能的影响规律,并对两种涂层刀具的切削性能进行研究。结果表明:Cu元素以单质的形式存在于AlTiN涂层中,Cu的添加使涂层晶粒由柱状晶转变成等轴晶,细化了涂层晶粒,使涂层的择优取向由(111)面变成(200)面;涂层的纳米硬度由29.01GPa降低到22.04GPa,弹性模量由347.10GPa降低到268.25GPa。Cu元素的添加使AlTiN涂层刀具切削钛合金寿命提高了约36%。     

Al2O3-TiC复相陶瓷的研究进展

本文阐述了Al2O3-TiC复相陶瓷的制备工艺与应用前景。同时,采用气压烧结(GPS)与热等静压(HIP)后处理工艺制备了具有优良力学性能的Al2O3-TiC陶瓷材料。     

SiC_P/Al复合材料晶面衍射弹性常数的两相模型计算

通过分析外载荷作用下,SiCP/Al复合材料中Al基体相和SiC相的相互作用关系,运用自洽方法和Eshelby夹杂理论,建立了一套预测SiCP/Al复合材料"晶面衍射弹性常数"的两相模型。运用该模型计算SiC相和Al相若干晶面的"晶面衍射弹性常数",并与实验测量值进行比对。结果显示,SiC相的{101}及{116}晶面和Al相的{222}晶面的模型计算值均与实验值高度吻合,偏差小于6%。其他晶面的弹性常数值与实验值的偏差均在15%之内。说明该理论模型具有较好的预测性,可靠性较高。通过这一理论预测模型来计算复合材料的"晶面衍射弹性常数"既能避免实验测量的繁琐,减少人力和物力资源浪费,又能得到难以通过实验测量获得的"晶面衍射弹性模量"。     

TiN和TiAlN涂层硬质合金的氧化和切削性能

采用阴极弧蒸发涂层工艺在硬质合金基体上分别沉积TiN和TiAlN涂层。利用XRD、SEM和显微硬度计分析2种涂层硬质合金氧化前后的物相组成、组织形貌和显微硬度,并对2种涂层硬质合金刀片进行切削性能测试。研究结果表明:2种涂层硬质合金在不同温度氧化一定时间后出现边缘开裂,基体氧化物鼓出。TiAlN涂层硬质合金抗氧化性能优于TiN涂层硬质合金。2种涂层硬质合金的显微硬度随着氧化时间增加而减小。由于TiAlN涂层硬质合金具有良好的抗氧化性,所以随着切削速度提高,表现出更好的切削性能。     

基体梯度结构对TiN涂层硬质合金力学和切削性能的影晌

研究基体梯度结构对TiN涂层硬质合金力学和切削性能的影响;采用阴极弧蒸发涂层工艺分别在均质和梯度硬质合金基体上制备TiN涂层:运用金相观察、扫描电镜分析、三点抗弯强度测试、显微硬度测试和切削性能测试,研究基体梯度结构对TiN涂层硬质合金组织结构、力学性能和切削性能的影响.结果表明:基体结构梯度化后,TiN涂层表面形貌由平整状变为网状结构,显微硬度提高19%,抗弯强度提高6.1%;基体结构梯度化后,涂层硬质合金的结构发生变化、力学性能得到提高,涂层刀片的抗冲击性能和切削性能分别提高10%和15%左右.     

添加二甲基二甲氧基硅烷对硅氧烷基涂层性能的影响

采用溶胶-凝胶法,以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、二甲基二甲氧基硅烷(DMOS)和硅溶胶为前驱体制备了硅氧烷基涂层。通过傅里叶红外光谱分析、扫描电子显微镜、等试验研究了在不同硅氧烷/硅溶胶比例下,添加二甲基二甲氧基硅烷对涂层性能的影响。结果表明,当硅氧烷/硅溶胶为1∶2时,添加二甲基二甲氧基硅烷涂层综合性能最好;添加二甲基二甲氧基硅烷可通过降低涂层的表面能,可以有效提高涂层的防腐蚀能力。     

Al-Zn-Mg-Cu系富铝角相平衡计算及实验研究

采用Thermo-Calc软件计算和光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及示差扫描量热仪实验分析手段,研究了Al-Zn-Mg-Cu系富铝角等温(480℃)截面图和Al-12Zn-xMg-1.5Cu合金的垂直截面图。结果表明,相平衡计算结果与实验分析吻合良好。在等温等锌截面计算相图中,随着Zn含量提高,α(Al)单相区和α(Al)+S(Al2CuMg)相区分别缩小和扩大,在α(Al)单相区内,Mg在铝固溶体的固溶度降低,Cu的固溶度变化不大。在等温等铜截面计算相图中,随着Cu含量降低,α(Al)单相区扩大,α+S(Al2CuMg)两相区缩小。合金元素的极限固溶度对温度极为敏感,在多相共晶点附近温区,合金元素的极限固溶度最大。