汽车零部件表面强化技术研究现状及展望

在传统渗碳、渗氮及表面淬火工艺的汽车零部件表面强化技术基础上,简单综述了传统工艺在汽车零部件表面强化上应用的工艺优缺点及研究现状,重点阐述了新型表面形变强化、高能束流表面强化、表面冶金强化、表面复合强化及表面纳米强化的汽车零部件表面强化技术,详细介绍了目前广泛使用的新型表面形变强化中的喷丸强化工艺、高能束流表面强化中的激光表面淬火与电子束表面淬火工艺及表面冶金强化中等离子喷涂工艺的技术特点和应用现状,分析了国内外汽车零部件表面复合强化技术和表面纳米强化技术的工艺特点和研究现状,尤其是将表面复合强化技术中的传统工艺与传统工艺、传统工艺与新型工艺、新型工艺与新型工艺的多种复合工艺的相互结合及QPQ盐浴复合处理技术在汽车零部件表面强化上的应用,最后展望了未来汽车零部件表面强化技术的发展方向。     

温度和载荷对TC4合金磨损性能的影响

采用MG-2000型销盘式高温磨损试验机对TC4合金在环境温度为25~600℃、载荷为50~250 N时的磨损性能进行了研究。利用SEM、EDS和XRD等对试样磨面和剖面的形貌、成分及结构进行了观察与分析。实验结果表明,在25~300℃,TC4合金的磨损率随着温度的升高而升高。磨面呈犁沟及黏着痕迹,磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损。在400℃时,磨面局部被摩擦氧化层所覆盖,磨损率随着载荷的增加缓慢下降,磨损机制为黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损。在500~600℃,磨面大部分被摩擦氧化层所覆盖,磨损率很低且随载荷变化很小,磨损机制为氧化磨损。可见,TC4合金在500~600℃具有优异的耐磨性能。     

TC11合金/GCr15钢摩擦副的干滑动磨损行为

在高温磨损试验机上进行TC11合金与GCr15钢在25和600℃的干滑动磨损实验。研究摩擦副(钛合金与对摩钢)的磨损行为,并探讨磨损机制。结果表明:在25℃时,TC11合金具有极高的磨损率并随着载荷快速增加,而GCr15钢的磨损率则随载荷提高略有增加,且处于较低值。在高温600℃时,TC11合金和GCr15钢均表现为随着载荷增加,磨损率变化较小的趋势,且处于极低的值。研究发现高温下摩擦氧化物的形成导致了TC11合金和GCr15钢极低的磨损率。可以认为,在高温下TC11合金与GCr15钢是一种理想的摩擦副。     

航空紧固件用Ti45Nb合金丝材的组织和性能

研究了不同变形量和热处理制度对Ti45Nb合金丝材微观组织和力学性能的影响。只有当退火温度高于810℃时,合金丝材才能发生完全再结晶;随着变形量的不断增大,丝材经退火处理后抗拉强度和屈服强度显著增强,而延伸率和断面收缩率有所降低;充氩快速冷却后,丝材的屈服强度较随炉慢速冷却的丝材显著降低,这可能与快冷过程中组织析出α″相有关。采用压缩试验对比了TA1和Ti45Nb合金丝材冷变形能力的差异,并使用加工态Ti45Nb合金丝材镦制了铆钉,研究了退火前后铆钉头部激烈变形区微观组织的差异。     

CuNi复合中间层对Mg/Al扩散焊接接头组织及力学性能的影响

采用真空扩散焊接的方法获得了Mg/CuNi/Al扩散焊接接头。采用万能试验机测试焊接接头剪切强度,通过SEM,EPMA,XRD对焊接接头的显微结构和物相组成进行了分析。结果表明,Mg/CuNi/Al扩散焊接接头剪切强度随焊接温度和保温时间的增加先增加后减小,焊接温度440℃,保温时间90 min时,接头剪切强度最大值达到22.4 MPa。焊接接头主要由Al3Mg2致密组织层、Al12Mg17针状组织层、Al12Mg17和α-Mg网状组织层组成,Cu、Ni富集于网状组织层中。Mg/CuNi/Al扩散焊接接头断口主要由Al3Mg2、Al12Mg17、AlCu3、Al2Cu和Al7Cu23Ni化合物组成,断裂方式以脆性断裂为主。     

可在400～500℃使用的TC4-B钛合金棒材研制

通过在TC4钛合金中添加Si、O、Mo、Zr、Sn合金元素,研制出名义化学成分为Ti-6Al-4V-0.3Si-0.3Mo-0.3Zr-0.3Sn-0.15O的TC4-B钛合金。并采用两种镦拔组合变形工艺,制备尺寸为?75 mm圆棒和51 mm×85.6 mm扁方棒。结果表明:经"三三一"工艺锻制的TC4-B钛合金棒材显微组织更为均匀;力学性能明显优于经常规工艺锻制的棒材,其室温拉伸强度可达1 000 MPa以上,500℃时拉伸强度可达636 MPa,伸长率为18%,断面收缩率为61%,可在400~500℃高温条件下使用。     

一种压电陶瓷叠堆执行器刚度测量方法研究

分析了压电陶瓷叠堆执行器(piezoelectric ceramic stack actuator,PCSA)的刚度及其与位移输出的关系。在此基础上,提出了一种通过分别测量PCSA在相同驱动电压下空载时和在给定刚度的弹性框架预紧时的位移输出量,并根据测得的位移输出量解算PCSA刚度的刚度测量方法,建立了相应的PCSA的刚度测量系统原理。通过分析和建立弹性框架的伪刚体模型、刚度方程和应力方程,以达到对弹性框架的刚度特性进行准确设计的目的。利用有限元仿真和实验对提出的PCSA刚度测量方法和建立的系统特性进行了验证和测试。仿真和实验结果表明,根据建立的刚度方程能够对弹性框架的刚度进行准确估计,提出的PCSA刚度测量方法能够实现PCSA刚度的测量。     

无磁轴连轴承细长台阶孔的磨削工装设计

针对微型高精度无磁轴连轴承细长轴台阶内孔在精密磨削时无法装夹定位的问题,设计了一种二级夹具,解决了无磁材料在电磁无心夹具上加工定位以及细长轴刚度低造成台阶内孔锥度差的问题。     

恒温型热线风速测量系统稳定性研究与试验验证

在恒温型热线风速测量系统中,当放大器增益、热线工作过热比、惠斯通桥臂电阻和偏置电压等参量配置不当时,恒温型控制回路会进入失效状态使系统不能正常工作。本文分别对上述参量引起热线风速测量系统失效的机理进行了仿真研究,结果表明：惠斯通桥臂电阻确定了系统固有稳定工作区的大小,当热线工作过热比和放大器增益配置点进入固有稳定工作区时,系统在任何工况下均能稳定工作,否则在其他参量配置不当时就会失效;提高偏置电压能使系统脱离失效状态恢复正常工作。因此,提出了基于偏置电压的恒温型热线风速测量系统稳定性控制方法。试验结果表明,基于偏置电压的稳定性控制方法能有效避免系统失效,且调节过程简单,便于提高恒温型热线风速测量系统的测量性能。     

小直径麻花钻的钻削仿真与实验研究

小直径麻花钻的刀具结构与常规尺寸麻花钻有显著区别,两者的钻削机理差异很大。用模拟仿真与试验对比的方式对小直径麻花钻的钻削过程进行研究。采用模仿实际麻花钻加工过程的建模方式对刀具进行三维模型的创建,采用刀具绑定转动刚体零件的形式进行仿真建模。主要对小直径麻花钻钻削时的工件变形过程、刀具受力和刀具磨损进行分析,更深入的揭示小直径麻花钻的钻削机理、磨损形式,为优化小直径麻花钻强度、延长钻头寿命提供参考。实验结果与仿真分析结果一致证明这种独特的仿真建模方式用于钻削研究的有效性。