激光熔覆三维成型变截面试件的实验研究

基于自主研发的新型喷嘴,设计了采用光内送粉方式进行变截面试件堆积的模型.变截面复杂零件的堆积实验表明:采用层高开环控制,不断改变并实时监测影响高层堆积的z轴增量,保证离焦量基本不变,可以制作出267层的高层堆积件.对所堆积的三维回转体成型件的宏观与微观质量分析检测表明:变截面三维零件内部组织致密,硬度高且分布均匀,晶粒细小,表面粗糙度良好,微观质量较好.     

虚拟数控车削加工碰撞和干涉检验技术

通过对虚拟数控车削加工中碰撞和干涉检验技术的研究,提出了基于多边形重叠检验的碰撞检验算法及干涉检验算法.为验证其有效性,在Visual C+ +6.0平台上结合OpenGL图形库开发了测试平台对算法进行了实例分析,结果表明该算法可以有效地对碰撞和干涉现象进行检验,且效率较高,直观性较好.     

陶瓷刀具高速干式切削等温淬火球铁的表面粗糙度研究

结合现有等温淬火球墨铸铁(ADI)材料的生产情况,制备三组试样并测定力学性能;采用CC650陶瓷刀具实施高速切削试验,探讨ADI高速切削时加工材料-刀具材料-切削用量-表面粗糙度之间的关系,基于微粒群算法建立了ADI高速切削过程中工件表面糙度与切削参数之间的理论模型,为高速切削加工ADI的最佳生产工艺提供理论指导。     

磨削成形加工:一种锯条齿形的新加工工艺方法

锯条在生产实践中的应用非常广泛,如何提高其生产效率,产品质量,改善加工环境是锯条生产企业的研究重点.较多的研究在于改变锯条材料、齿形角度等,本文试图另辟蹊径,从加工工艺方法上予以突破.     

中空光离焦量对单熔道质量的影响

利用环形激光光内同轴送粉喷头进行单熔道试验和测试,就中空环形光离焦量对45#钢表面熔层平整度、平宽度、平高度以及熔覆截面微观组织的影响进行试验研究。通过改变离焦量,获得单道熔覆层,并进行单层熔宽、熔高及表面平整度的测试和微观组织的对比,分析了离焦量对熔层组织、性能和表面状态的影响规律。结果表明:熔覆层组织在小离焦量情况下细密,环形光激光熔覆层的硬度、表面平整度随离焦量的变大先增后减,在较小负离焦状态下可得到最大值。     

基于Open GL的虚拟数控加工场景快速几何建模技术研究

本文通过对虚拟数控加工关键技术的研究,提出了一种基于Open GL的虚拟数控加工场景快速几何建模方法。为验证其有效性,在Visual C++6.0平台上利用该方法建立了虚拟数控车削加工场景的几何模型,结果表明该方法效率较高,所建立的虚拟加工系统具有良好的独立性。     

固体润滑剂WS2含量对钛合金表面激光熔覆NiCr/Cr3C2-WS2层组构及性能的影响

为拓宽钛合金表面耐磨自润滑复合涂层的研究领域,采用10 kW CO2激光器,在Ti-6Al-4V钛合金表面熔覆制备了4种不同WS2含量(0,10％,20％,30％)的NiCr/Cr3C2-WS2层.利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等分析了涂层组织、相组成以及磨损形貌,利用MH-5半自动显微硬度计和HT-1000型球-盘式高温摩擦磨损试验机测试了涂层的硬度和摩擦磨损性能,对比研究了4种NiCr/Cr3C2-WS2熔覆层的微观组织和在室温、载荷为6N条件下的摩擦学性能.结果表明:未添加WS2熔覆层的组织主要是由γ-NiCrAlTi,TiC和α-Ti相组成,添加WS2熔覆层的组织主要是由γ-NiCrAlTi,TiC,TiWC2,α-Ti,Ti2CS和CrS相组成;未添加WS2的熔覆层的平均显微硬度最高,达到1 149 HV2N,是钛合金基体显微硬度的3.2倍.添加WS2固体自润滑剂改善了熔覆层摩擦学性能,其中添加30％ WS2的熔覆层摩擦学性能最佳.     

Ti6Al4V钛合金表面Ni60-10％hBN激光熔覆层的摩擦学性能

为了提高Ti6Al4V钛合金的摩擦学性能,以Ni60-hBN混合粉末为原料,对其表面进行激光熔覆,并与Ni60粉末激光熔覆层进行了对比,分析了2种熔覆层的物相组成、显微组织;在2,5,8N下测试了2种熔覆层的干滑动磨损性能.结果表明:在2～8N内,Ni60熔覆层和Ni60-10 ％hBN熔覆层的摩擦系数和磨损率均随载荷的增加先减小后升高,在5N时,Ni60-10％ hBN熔覆层具有优异的自润滑耐磨效果.     

Ti6Al4V合金激光熔覆γ-NiCrAlTi/TiC复合层的组织与摩擦学性能

为提高Ti6Al4V合金的摩擦学性能,以NiCr-Cr₃C₂金属陶瓷粉末为涂覆材料,采用激光熔覆技术在Ti6Al4V表面制备以TiC为增强相、γ-NiCrAlTi固溶体为增韧相的熔覆层。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）分析了熔覆层的物相组成及显微组织,测试了熔覆层沿层深方向的硬度分布,分别在室温（24℃）,300,600℃测试了熔覆层和Ti6Al4V合金基体的干滑动磨损性能。结果表明:熔覆层的平均硬度约1 100HV_{2 N},约为基体的3倍;室温时,由于高硬度增强相TiC和增韧相γ-NiCrAlTi固溶体的综合效应,激光熔覆γ-NiCrAlTi/TiC复合层的摩擦系数和磨损率比Ti6Al4V合金基体的显著降低,熔覆层具有较好的耐磨减摩性能,磨损机理主要为黏着磨损;300,600℃时,熔覆层被氧化,耐磨性减弱,磨损机理主要为黏着磨损和塑性变形。     

宽带激光熔覆铁基涂层工艺参数及性能研究北大核心CSCD

27SiMn钢液压支架在恶劣的工作条件下长期使用后,其表面容易形成腐蚀,磨损和疲劳损坏等缺陷。为提升其使用寿命,本文利用宽带激光熔覆技术在27SiMn钢表面进行制备铁基涂层的实验研究。基于控制变量的方法来依次调整激光功率、送粉速度、载气流量及扫描速度开展单道单因素熔覆试验,并以表面粗糙度为熔覆层质量评价指标初选工艺参数。基于单因素试验进一步开展4因素3水平正交试验,终选显微硬度为熔覆层质量评价指标。利用极差分析考察数据发现扫描速度对熔覆层显微硬度影响最大,其后依次为激光功率、载气流量和送粉速度,最优工艺参数为熔覆处在激光焦点位置且激光功率、送粉速度、在其流量和扫描速度分别为4000 W、2.50 rpm、6.9 L/min和600 rpm。同时对熔覆层进行了摩擦磨损试验,分析了摩擦因素、磨损率及磨损形貌,验证了工艺参数优化的可行性。最终,熔覆层平均硬度较基体提升2.2倍,磨损率较基体提升27%。工艺参数优化能够实现铁基合金粉末熔覆层表面硬度及耐磨性的显著提升,对熔覆修复27SiMn液压支架大有帮助。