等离子喷涂TiO2基涂层工艺参数优化研究

目的对TiO_2基涂层的等离子喷涂工艺参数进行优化。方法采用正交实验、基材温度采集并结合涂层微观形貌分析、能谱分析、结合强度试验、显微硬度测试等方法,研究了喷涂电流、喷涂距离、主气流量对涂层组织及性能的影响规律,并获得了优化的喷涂工艺参数。结果涂层分熔融区和部分熔融区,呈现双模结构的混合微观结构特征,截面形貌凹凸不平,并以机械结合为主。拉断后,涂层断裂面呈韧窝状,由陶瓷层到粘结层呈台阶状过渡,陶瓷层整体的内聚结合强度优于陶瓷层与粘结层结合界面的结合强度。涂层条带状夹杂随着粉末流到达基板的温度的增加而减少,对结合强度影响不显著,但对硬度影响较显著。等离子喷涂过程中,粉末流到达基板的温度在一定范围内时,涂层性能随着粉末流到达基板的温度的增加而增加,但粉末流到达基板的温度过大,涂层性能降低。结论获得最优涂层必须采用最优工艺参数,工艺参数对涂层综合性能的影响主次顺序为喷涂电流、喷涂距离、主气流量,得到的优化工艺参数为:喷涂电流350 A,喷涂距离110 mm,主气流量2100 L/h。     

石墨烯含量对激光熔覆镍基熔覆层组织和性能的影响

目的 研究石墨烯(Gr)含量对镍基熔覆层组织和性能的影响,通过分析Gr含量对复合熔覆层的影响规律来确定Gr的最佳添加含量,同时进行横向、纵向等2个方向上的摩擦磨损测试,以分析扫描方向对摩擦磨损性能的影响。方法 采用预置粉末法制备石墨烯/镍基(Gr/Ni60)合金熔覆层,并针对Gr的质量分数分别为0%、0.3%、0.5%、0.8%、1%的复合涂层进行物相检测、微观组织、显微硬度、摩擦性能等方面的分析。结果 Gr的加入没有引起镍基熔覆层相组成的变化,主要组成相为γ?Ni、Cr7C3、Cr23C6。随着Gr含量的增加,复合涂层晶粒尺寸逐渐减小,晶粒明显细化,显微硬度由623.12HV逐步提升到828.65HV,横向磨损平均摩擦因数从0.65降至0.48,磨损率从7.5×10^?5mm³/(N.m)降至3.6×10^?5mm³/(N.m)。纵向磨损平均摩擦因数从0.70降至0.58,磨损率从5.7×10^?5 mm³/(N.m)降至4.5×10^?5 mm³/(N.m)。当Gr的质量分数为1%时复合涂层的晶粒尺寸与Gr的质量分数为0.8%时相比有所增加,且硬度和摩擦性能略有下降。当Gr的质量分数为0.8%时,复合涂层具有更好的晶粒结构、显微硬度和耐磨性,且横向摩擦性能优于纵向摩擦性能。结论 在镍基熔覆层中添加Gr可以起到明显的强化作用,过量添加Gr会使熔覆层的显微硬度和摩擦性能下降,在添加Gr之前熔覆层的磨损机制主要为磨粒磨损,加入Gr之后磨损机制转变为黏着磨损和氧化磨损,并伴随磨粒磨损。     

薄壁件等离子弧熔覆快速成形的温度控制研究

介绍一种基于等离子弧熔覆的薄壁件快速成形工艺,通过数值模拟与实验相结合的方法研究不同的热输入与散热条件下,薄壁件成形中的温度分布规律及控制方法。研究结果表明:在成形中,当等离子弧功率不变时,薄壁件的温度会越来越高,导致因过度熔化而坍塌;随着层高的增加,逐步减小等离子弧功率,可以明显减少热输入,改善过度流淌等缺陷,但等离子弧功率过低时会导致无法将填充金属丝熔化而产生夹丝。提出一种减小等离子弧功率与跟随式直接水冷相结合的成形温度控制方式,有效控制了成形过程中薄壁件的整体温升,避免了薄壁件的坍塌、夹丝等缺陷,保证了成形质量。     

车辆座椅舒适性评价研究综述

车辆座椅是直接关系到乘员驾乘安全、舒适和工作效率的关键部件。座椅舒适性的研究已成为车辆座椅研究的热点之一。通过对国内外研究车辆座椅文献的分析,运用人机工程学原理,对座椅的静态、动态舒适性评价方法进行了系统分析和深入思考,并论述了车辆座椅存在的问题和发展方向。     

三维堆焊快速成形中的测温系统研制

为了对三维堆焊快速成形中零件的温度变化进行研究.研制了一种温度测量系统.通过采用热电偶温度传感器,可时零件的温度变化进行在线或离线测量,并通过信息传递机制实现了工作台运动进程与温度测量进程之间的通信.利用采集的数据可以方便地对零件的温度变化进行分析研究.     

石墨烯对激光熔覆镍基复合涂层耐腐蚀性能的影响

目的 研究石墨烯(Gr)含量对镍基复合涂层耐腐蚀性能的影响,通过分析Gr对复合涂层耐腐蚀性的影响规律从而确定Gr的最优添加量,同时研究不同Gr含量的镍基复合涂层在3种不同p H值溶液(酸性、中性、碱性)中的腐蚀行为。方法 采用预置粉激光法制备了5种不同Gr含量(质量分数分别为0%、0.3%、0.5%、0.8%、1%)的石墨烯/镍基(Gr/Ni60)复合涂层,并对复合涂层进行腐蚀前表面微观形貌分析、耐腐蚀性能测试、X射线光电子能谱分析、腐蚀后表面形貌分析。结果 在加入Gr的复合涂层中,C元素与Cr元素主要分布在枝晶间,枝晶内区域主要以Fe、Ni为主。随着复合涂层中Gr含量的升高,在酸性腐蚀条件下,自腐蚀电位随着Gr含量的增加而升高,从-0.466 V升高到-0.384 V,极化电阻也由纯Ni60涂层的87.71?/cm2升高到153.53?/cm2,但各涂层均没有明显的钝化区间,主要发生析氢腐蚀,枝晶内腐蚀严重。在中性腐蚀环境下,各涂层出现了明显的钝化区间,当Gr的质量分数为0.8%时,钝化区间最长达到0.285 V,此时相位角值及阻抗模值均达到最大值,且表面生成的氧化物提高了涂层的耐腐...     

挤出式FDM 3D打印喷头的优化设计

针对挤出式FDM 3D打印喷头结构进行优化设计。采用数值模拟方法,建立了喷头有限元分析模型,分析了不同的加热套材料、不同加热棒数量、不同材料腔直径对喷头温度分布的影响规律,确定了优化的结构,并制作挤出式FDM3D打印喷头。用红外热像仪对喷头温度分布进行了测量,喷嘴处实测温度和模拟温度偏差为0.59℃,推杆与材料腔的配合间隙在预测范围之内。在150℃加热条件下采用PCL(聚己内酯)颗粒材料进行挤出测试,出丝过程连续、均匀、推杆上下运动灵活、材料腔内没有材料溢出,推杆及材料腔的配合间隙满足设计要求。     

直接金属快速成形中的变形测量系统研制

为了对直接金属快速成形中零件的变形规律进行研究,研制了一个变形测量系统。采用了电感调频式位移传感器,可对零件的变形进行在线或离线测量。通过消息传递机制实现了工作台运动进程与变形数据采集进程之间的通信。采集的数据根据不同分析需求进行输出,可以方便地对零件的变形进行分析研究。     

三维堆焊快速成形温度场的数值模拟

利用有限元法对三维堆焊快速成形过程中的温度场进行模拟.对自然散热和冷却条件下的温度场进行了分析,结果表明自然散热时高温区域的面积明显大于冷却条件下的面积,成形时采取冷却措施可以有效地减小高温区域的面积,从而可以避免成形件的氧化,保证成形质量.     

基于SLM的Ti-6Al-4V人工骨支架的结构设计

设计了6种Ti-6Al-4V人工骨支架,利用SLM(选择性激光熔化)进行制备。采用万能材料实验机结合高速摄像机分析支架的压缩过程,并利用Ansys进行分析。结果表明：支架的立柱直径对支架的力学性能参数影响较大,横梁直径对其影响较小;在相同高度下,支架横梁直径增大、层数增多或立柱直径增大,均使结构长径比减小,使结构稳固且支架承载能力提高;支架的力学性能应与周围骨组织相匹配,经过分析,3种结构的支架力学性能参数与人体股骨相近,故可作为股骨的人工骨支架。