42CrMo钢表面激光熔覆钴基金刚石耐磨层组织及性能

目的增强42CrMo钢的耐磨性,改善其严重的磨损失效情况。方法采用激光熔覆技术同步送粉的方式在42CrMo钢表面制备金刚石/WC颗粒增强钴基复合熔覆层,借助SEM、EDS、XRD、显微硬度仪和多功能综合性能测试仪,研究了熔覆层宏观形貌与微观组织、物相组成、显微硬度与耐磨性。结果使用Ti/TiC粉末对金刚石进行预处理可以改善其烧蚀和石墨化;适量ZrH₂提升了熔覆层宽厚比,促进了熔池对流传质作用,同时,活性元素Zr改善了金刚石颗粒的润湿性能,提高了黏结相对金刚石的把持力。熔覆层多道搭接过渡均匀,其显微组织主要由细小枝晶及致密网状碳化物共晶组成,熔覆层与基体结合区域反应生成了平面晶组织,进而提高了熔覆层结合强度。激光熔覆热特性使W₂C、ZrC、γ-(Co,Fe)、M₆W₆C、CoZr₂、(Ti,Zr)O₂、TiC_x、Co₃Ti等物相存在于熔覆层内,细晶强化及弥散强化作用使得熔覆层的平均显微硬度(1002HV0.2)是基...     

航空发动机整体叶盘回转式滚磨光整加工数值模拟与分析

为探究航空发动机整体叶盘回转式滚磨光整加工的作用机理,基于离散元法对加工过程进行仿真计算.以叶片表面的Archard磨损量和累积接触能量为评价标准,研究滚抛磨块装入量和滚筒转速对加工效果的影响.结果 表明:叶片型面的加工效率受工艺参数的影响较大,且叶背、叶盆呈现出明显的差异.回转式滚磨光整加工可以有效保证不同叶片间的加...     

低螺旋钻杆排渣流阻分析及减阻方法研究

为提高松软煤层钻孔气力排渣,改善钻孔施工工艺,基于两相流的相关理论对松软突出煤层低螺旋钻杆气力排渣钻进工艺进行了研究。具体进行了气力排渣流阻分析、钻杆腔体内部流阻计算和环形排渣空间流阻分析。通过分析和讨论影响流阻的因素,得出在钻进过程中流动阻力越大,压力损耗越大的结论,提出了降"内阻"和减"外阻"的方法。分析计算表明:增大钻杆接头内孔直径、减小接头处变径角和优化螺旋叶片的结构参数,可有效降低流阻,为低螺旋钻杆的设计生产提供参考依据。     

选区电化学沉积镍镀层的微观形貌及耐磨性

利用选区电化学沉积技术在45钢基体上沉积镍镀层,并对其进行形貌观察、能谱分析探寻选区电化学沉积镍镀层组织生长规律,并将镀层和基体耐磨性进行了试验对比。结果表明,选区电化学沉积生长过程为由小型颗粒逐步生长堆叠成为致密镀层;晶粒生长呈螺旋式上升堆叠形态,球状晶粒内部和表面存在微裂纹;晶粒间隙处存在氧元素,氧化反应对于小型晶粒之间的相互融合起抑制作用;选区电化学沉积镍镀层结构组织更加致密,镀层组织与基体组织间存在明显的分界线,镀层组织相较于基体材料耐磨性更好。     

主轴式滚磨光整加工中介质流场的数值模拟及作用机理分析

目的 研究主轴式滚磨光整加工中介质流场的作用机理和工艺参数对加工能力的影响规律。方法 基于多相流Mixture模型、标准k-ε湍流模型和压力速度耦合SIMPLEC算法,对主轴式滚磨光整加工中介质流场构成的固液两相湍流进行数值模拟。通过改变滚筒转速和工件轴心距筒壁距离等工艺参数,分析在不同参数下滚抛磨块的速度矢量和工件表面压力的分布规律,并通过测试实验验证模拟的有效性。结果 0?处静压值在32 MPa,为静压最大点;90?和270?处动压在35 MPa左右,为动压最大点。尾流区域总压力大幅削减为0°处的33%。工件表面的总压和滚筒转速成指数函数关系,且滚筒转速大于50 r/min时,0?和270?处总压值达到32 MPa,并迅速增大。工件轴心和筒壁的距离为65 mm的区域,工件表面的总压均值最大为19 MPa,且距离为30 mm时,270?处滚抛磨块受筒壁影响,总压变为负值。数值模拟和实验结果的压力平均误差为5.25%。结论 工件上正对滚抛磨块处为碰撞和挤压作用,两侧主要为滑擦作用。滚筒转速大于50 r/min且工件轴心和筒壁的距离为65 mm时,滚抛磨块对工件的加工能力较强。     

超声滚压Ti-6Al-4V微观组织对应力应变行为的影响

目的 通过超声滚压提高Ti-6Al-4V的屈服强度。方法 将超声振幅作为唯一变量,设置0、5、7、10μm4组试验,分析Ti-6Al-4V被加工表面及表面以下30～50μm处的应力应变行为。通过X射线衍射仪（XRD）测试不同超声振幅下Ti-6Al-4V的两相分布。采用扫描电子显微镜（SEM）,分析不同超声振幅下Ti-6Al-4V表面层塑性变形程度。使用能谱仪（EDS）观察不同超声振幅下Ti-6Al-4V表面层元素组成分布。通过万能试验机获得不同超声振幅下Ti-6Al-4V的应力应变曲线。结果 Ti-6Al-4V表面层塑性变形程度随着超声振幅的增大而增大。Ti-6Al-4V被加工表面的β相体积分数随着超声振幅的增大呈先减小后增大的趋势。当超声振幅为7μm时,Ti-6Al-4V被加工表面β相的体积分数最大（19.70%）。超声滚压Ti-6Al-4V表面层中β相的体积分数沿深度递减。Ti-6Al-4V表面层α相稳定元素Al和β相稳定元素V未出现明显与两相体积分数相同的变化趋势。Ti-6Al-4V材料的屈服强度随着超声振幅的增大呈先减小后增大的趋势。当超声振幅从5μm增至10μm时,Ti-6A...     

基于最小二乘支持向量机的柴油机声品质预测

为研究柴油机排气噪声并准确评价排气噪声声品质,对某型号柴油机排气噪声进行研究,采集5种不同转速下6级载荷的排气噪声样本,使用参考语义细分法主观评价噪声样本;利用最小二乘支持向量机和多元线性回归分别建立两个排气噪声品质客观评价模型,以心理声学参数(响度、锐度、粗糙度、抖晃度、A声压级等)为模型输入,利用模型输出和主观评价结果对比。结果表明:最小二乘支持向量机可以用来作为声品质的预测模型,更接近主观评价结果,误差可以稳定控制在10%以内。     

湿式主轴式滚磨光整加工中铝合金 试件的材料去除行为研究

目的 针对湿式主轴式滚磨光整加工工艺,提出适用于铝合金试件光整加工的材料去除模型。方法 通过FLUENT两相流模块模拟不同参数下p?v值,用响应曲面法拟合4个主要参数和p?v的多元回归模型,在此基础上,基于Preston方程建立修正的材料去除模型,进行加工实验,探究工件的MRR、加工后Ra和表面形貌之间的关系。结果 方差分析中,工件轴心距筒壁距离和滚筒转速项的P<0.05,两者对MRR影响显著,且前者与MRR负相关,后者与MRR正相关。对模型进行加工实验验证,工件MRRth和MRRex的平均相对误差仅为6.32%,证明模型的有效性。随工件MRR的递增,加工后Ra值先减后增,MRR值为21 mg/h时,Ra为0.816 µm,工件刀纹仍很明显;MRR值为59 mg/h时,Ra达到最低值0.472 µm,工件刀纹完全去除,表面纹理细致平整,加工效果最佳;当MRR达极值时,Ra为0.693 µm,表面纹理变得粗糙不平,由于滚抛磨块的加工能力过强,导致加工效果较差。结论 建立了以工艺参数为自变量的材料去除模型,为选择参数提供一定的理论依据,且实验研究得出,加工能力与加工效果之间不存在正向相关性。     

SiCp/Al微铣削进给量对切削力和表面形貌的影响

为研究当每齿进给量小于刀具刃口半径时,每齿进给量对微铣削力变化规律及已加工表面形貌的影响,使用两刃平底硬质合金微铣刀对体积分数为30%的铝基碳化硅复合材料(SiCp/Al)进行了微铣削试验。研究表明:当每齿进给量小于刃口半径时,总铣削力随着每齿进给量的增大呈现先增大后减小再增大的趋势;已加工表面存在基体涂抹、微裂纹、颗粒破碎、浅凹坑、孔洞和划痕等表面缺陷,并随着每齿进给量呈现出一定的规律。     

烧结温度对WC/TiC陶瓷刀具材料性能影响

采取压制素坯、真空热压烧结等技术制备出了WC/Ti C复合陶瓷刀具材料。通过对其维氏硬度、抗弯强度及断裂韧度的测量以及断口微观形貌的对比分析,研究了不同的烧结温度对该陶瓷刀具材料力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,陶瓷刀具材料的维氏硬度呈现先下降后增加的趋势,于1600℃达到最大,其值为18.33GPa;随着烧结温度的升高,陶瓷刀具材料的抗弯强度呈现先降低后升高的趋势,于1750℃达到最大,其值为892.41MPa;随着烧结温度的升高,陶瓷刀具材料的断裂韧度呈现逐渐降低的趋势,于1600℃达到最大,其值为10.52MPa·m?。断口形貌观察发现:1600℃更有利于陶瓷刀具材料晶粒的生长并对材料结构的致密性最好;但随着晶粒生长速度的增加,材料中的孤立气孔被迅速生长的晶粒包围在内部,造成气孔不能正常排出,从而影响材料的力学性能。