AlSi10Mg铝合金选区激光熔化成形缺陷控制和表面质量优化

铝合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好等特点,很好地满足航天飞行器轻量化需求。激光选区熔化技术(SLM)成形的铝合金零件综合性能良好,在航天领域应用广泛,但存在成形过程中缺陷不好控制、成形件表面质量较差、后处理工序烦琐等问题。为此,选取AlSi10Mg铝合金,针对SLM成形AlSi10Mg铝合金缺陷消除进行实体工艺优化研究,获得缺陷最少的优化工艺参数,并进一步研究表面粗糙度优化方法。结果表明,通过优化工艺参数(主要包括扫描功率、扫描速度、扫描间距),可以获得较低的孔隙率(9.2%)和较优的内部成形质量;成形件表面质量主要影响因素有表皮扫描功率、扫描速度、扫描间距等,适当提高扫描功率可以获得较好的表面质量。     

机器人轻量化材料应用的研究进展

自1959年世界第一台工业机器人由Unimation公司生产出以来,机器人技术得到迅速发展,并广泛应用于工业生产、生活服务等各个领域,发挥着其重要的作用。麦肯锡全球研究所在2013年发布的《引领全球经济变革的颠覆性技术》报告中指出[1],先进机器人技术是颠覆未来的12项技术之一。机器人技术的发展有望促进新一次工业革命,直接影响世界制造业战略格局。因此机器人产业化发展和技术的革新决定了一个国家高端技术发展的水平和发展方向,已被重点列为国家科技发展的战略需要[2]。     

激光重熔双模态Al2O3-TiO2复合涂层的组织与性能

采用普通Metco 130粉末及纳米结构Al2O3-13％ TiO2粉末通过等离子喷涂和激光重熔复合技术分别在Ti-6Al-4V合金表面制备了激光重熔涂层.采用扫描电镜(SEM)和维氏硬度计等手段观察和研究了激光重熔前后涂层的微观组织和硬度.结果表明,激光重熔后,消除了等离子喷涂涂层的层状结构,获得了致密的重熔涂层,且纳米结构重熔涂层传承了喷涂态涂层的双模态组织特征.随着扫描速度的降低,涂层表面的致密度提高.纳米结构重熔涂层的硬度为1150 HV0.3至1750 HV 0.3,比重熔之前的喷涂态涂层约提高了60％.     

用微型剪切试验研究B610CF肋板与壳板组合焊接头性能

采用微型剪切试验和常规力学性能试验对B610CF钢肋板(76mm)+壳板(40mm)两种组合焊接接头(立焊、仰焊)进行了全面的试验研究.通过绘制性能梯度曲线研究接头各个微观区域的性能变化和规律,以及焊接位置和线能量对接头性能的影响.研究表明:(1)性能梯度曲线展现了组合接头各个微观区域强度(剪切强度)、塑性(切入率)以及韧性(剪切功)的变化规律;(2)组合接头在热影响区存在不同程度的软化现象,焊接线能量越大,失强率越高;(3)常规力学性能试验表明B610CF钢具有优异的焊接性;同时,通过微型剪切试验可以优化焊接工艺参数,减小组合接头的失强率,获得优质组合接头.     

增材制造FeCoNiAl系高熵合金的研究进展

FeCoNiAl系高熵合金在面心立方的FeCoNi基体中引入体心立方相稳定元素Al及其他合金化元素,因此表现出独特的显微组织、力学性能和功能性,具有广阔的工业应用前景。近年来,增材制造技术为制造超细晶粒和几何复杂的高熵合金零件提供了技术支持,引起研究人员的广泛关注。本文从打印工艺、显微结构、性能、缺陷和后处理等方面综述了增材制造FeCoNiAl系高熵合金的新进展。系统总结了几种典型增材制造技术,并讨论不同工艺下FeCoNiAl系高熵合金的晶体结构、显微组织及其相应的性能,阐述增材制造过程中与快速凝固和复杂热循环有关的缺陷形成机制。此外,介绍并总结了几种旨在进一步提高FeCoNiAl系高熵合金性能的后处理方法。最后,展望了增材制造高熵合金未来的研究方向,以解决面临的挑战,加快其在工业领域的应用。     

含镍中间层铍青铜微电阻点焊接头形成机理

采用微电阻点焊对0.1 mm厚铍青铜薄片加入0.05 mm的镍中间层进行了搭接点焊,通过拉剪试验、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究了镍中间层对超薄铍青铜微电阻点焊接头形成过程和接头强度的影响. 结果表明,含镍中间层的超薄铍青铜微电阻点焊接头主要包括钎焊连接和熔化-钎焊混合连接机制. 其形成过程会经历铜合金润湿铺展、元素扩散、镍铜界面反应和金属凝固四个过程. 在这两种接头中,钎焊连接接头断裂方式为沿结合面断裂,熔化-钎焊连接接头断裂方式为纽扣断裂,断口都呈现韧性断裂与脆性断裂混合特征.     

Invar钢切屑形貌及刀具磨损研究

Invar钢和树脂基复合材料的膨胀系数具有良好的匹配性,是树脂基复合材料的最佳模具选材之一。通过研究Invar钢的切屑形貌和刀具磨损行为,结果表明:在优化的工艺条件下,粗精加工端铣Invar钢的切屑为弧形,切屑可控性较好;在切削速度为60m/min时,粗加工Invar钢的刀具使用5h后,刀具后刀面磨损量VB=0.26mm;在切削速度为120m/min时,精加工Invar钢的刀具使用2h后的后刀面磨损量VB=0.2mm。粗精加工端铣Invar钢的刀具磨损机理分析表明:粗加工Invar钢时,刀具的前刀面有轻微粘结磨损,并因磨粒磨损而在前刀面出现划痕;精加工Invar钢时,刀具的前刀面呈现明显的月牙洼磨损,在靠近刀尖处出现大面积崩刃,靠近切深处可见明显的沟槽磨损。     

X型号滑翔增程弹EP/CF复合材料弹翼的研制工艺探讨

介绍了X型号滑翔增程弹EP/CF复合材料弹翼的研制过程,根据设计指标,分别采用纤维缠绕/模压和手糊/模压两种成型工艺进行了试验.结果表明,在满足弹翼性能指标要求的前提下,手糊/模压成型工艺生产的EP/CF复合材料弹翼周期短、工序少、过程简单、原材料浪费少、质量容易控制,更适合该弹翼的制造.     

热处理对2219铝合金双频复合脉冲TIG焊接头组织演变及力学性能影响

系统对比研究了直接时效处理和固溶时效处理对2219-T6铝合金双频复合脉冲TIG焊接头强化的影响.分析了焊后热处理工艺对α-Al晶粒、共晶组织及时效析出行为的影响,讨论了接头组织不均匀性对塑性变形行为的影响机制.结果表明,直接时效处理对α-Al晶粒和共晶组织影响较小,在焊缝区引入低密度粗大θ’-Al₂Cu析出相,对接头强化效果有限,且对塑性有损害;而固溶时效处理导致α-Al晶粒粗化、共晶组织含量降低且尺寸细化,在焊缝区引入高密度细小θ’’-Al3Cu析出相（平均直径22 nm）,并显著提升接头强度和塑性,使得接头强度系数达到0.84,断后伸长率升高至7.0%.固溶时效处理导致的接头强塑化源于焊缝区内高密度纳米θ’’-Al3Cu相所产生的析出强化效应,使得接头强度匹配更加均衡,促进了接头均匀塑性变形,并提升了接头抗拉强度.     

纳米结构对二硫化钼摩擦学性能的影响

目的探究二硫化钼结构以及尺寸对其宏观摩擦学性能以及滑移机制的影响。方法采用水热法制备了尺寸不同的二硫化钼微球花,并与购买的商业化块状二硫化钼以及单层二硫化钼进行对比,将四种二硫化钼粉末在乙醇中进行分散,采用喷涂的方式在硅基底上制备了四种二硫化钼涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对粉末和涂层的形貌、结构进行了表征,并对比研究了涂层的摩擦学性能,通过光学显微镜观察了对偶的形貌,利用SEM和TEM对摩擦界面的结构和形貌进行了研究。结果四种二硫化钼材料均为层状结构的纳米片或微片组成,摩擦系数平稳且均小于0.05。块状二硫化钼寿命最短,摩擦界面覆盖了较少的润滑膜;单层二硫化钼摩擦系数平稳,且寿命最长,摩擦界面由大量纳米片组成,摩擦过程主要是单纯的物理剥离;二硫化钼微球花的寿命介于二者之间,微球花在摩擦力的作用下很容易发生剥离,在摩擦过程中起润滑作用的是剥离的二硫化钼纳米片,摩擦界面覆盖了较厚的致密润滑膜。二硫化钼微球花摩擦后,层间距由0.62 nm增至0.7 nm,层间距的增大有利于良好的润滑。结论尺寸对二硫化钼的滑移机制有影响,从而显著影响其耐磨寿命,层数和尺寸的减小有利于耐磨寿命的提升。