钨与异种材料连接的研究进展

钨及其合金是制造各类电子光学材料、特殊合金、新型功能材料及有机金属化合物不可或缺的材料,它与异种材料钢、铜等连接形成新构件能够满足不同工作条件对材质的不同要求并发挥不同材料的性能优势,因此,实现钨/钢、钨/铜等异质材料高质量、高可靠连接,对于拓展钨及其合金在冶金、国防、电子、核电等领域的应用具有重要意义。但是,钨与钢、铜等的互溶性有限、物理化学性能差异较大,导致焊接性差。本文综述了国内外关于钨/钢及钨/铜连接技术的研究现状,并展望了钨与异种材料连接的技术方向和发展前景。     

铸造模具钢的焊后热处理及组织与性能研究

研究了焊接电流对淬回火态铸造模具钢焊接接头成形和力学性能的影响,并对比分析了焊态和回火态焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,焊接电流为90～110 A时,焊接过程中不会出现断弧或者飞溅现象,焊缝中也未见明显夹渣等缺陷存在,焊缝成形性较好;500℃/2 h回火处理对焊接接头焊缝区和淬火区组织有明显改善,而对母材和回火区组织影响较小,回火态焊接接头淬火区组织为回火马氏体,焊缝区为回火马氏体+铁素体+少量残余奥氏体;焊后进行回火处理可以明显提高焊接接头的抗拉强度,但是断裂位置并不会发生改变;焊接电流为90～110 A时,焊态和回火态焊接接头的抗拉强度都要高于焊接电流为110～140 A时的焊接接头,且其回火态焊接接头的抗拉强度达到铸造模具钢母材的81.4%。     

双晶WC硬质合金的 放电等离子烧结制备与性能研究

选用2种不同粒度的WC粉末按照一定的配比,采用SPS烧结制备出无粘结剂的双晶硬质合金样品,对样品的维氏硬度、断裂韧性、抗弯强度等力学性能进行测试,并用XRD和SEM对其物相组成和微观形貌进行分析。实验结果表明,在1 900℃,40 MPa烧结条件下,当超粗颗粒平均粒径为45.0μm时,双晶WC硬质合金的硬度、断裂韧性和抗弯强度达到最大值,分别为1 645 HV1,14.61 MPa·m~(1/2),653.0 MPa,综合力学性能最佳。     

基于负公差设计的卡车前轴成形工艺改进

以某重型前轴为研究对象,针对现有锻造成形时材料利用率较低、成形载荷较大的问题,对成形工艺进行改进,以此来降低成形载荷,减少材料及能源消耗。对前轴进行工艺分析、计算和有限元模拟;在原有工艺上选择合适规格尺寸的毛坯,采用负公差设计优化前轴精密辊锻工艺,合理分配辊锻毛坯金属。对改进后的工艺方案进行了有限元模拟与物理实验,得到充型饱满、飞边均匀的锻件。改进后的成形工艺比原有工艺终锻成形载荷降低46. 4%,材料利用率由85%提升至92%,同时也改善了金属流动,提高了模具及设备的使用寿命,给企业带来可观的经济效益。     

Sc微合金化对Al-Mg-Si-Cu合金组织性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu-xSc合金,利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机研究了Sc元素对Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu合金微观组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明,添加微量Sc形成的AlMgSiCuSc析出相可作为异质形核核心,显著细化铸态组织;在Al-Mg-Si-Cu合金中添加0.3wt%Sc,能强烈钉扎位错和亚晶界,有效阻碍固溶处理过程中的再结晶,从而提高合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率;且Al-0.90Mg-0.59Si-0.70Cu-0.3Sc合金断口的韧窝数量较多、分布均匀,断口形貌为典型的韧性断裂。     

凹凸棒石黏土的提纯及其纯度表征

在质量分数不超过15%的凹凸棒石黏土浆料中加入质量分数为3.5%的焦磷酸钠为分散剂,可以使浆料的黏度降至最低,此时可以最有效地去除凹凸棒黏土中的蛋白石(Si O2)杂质,以达到最佳提纯的效果。在提纯凹凸棒石黏土XRD衍射图中,提纯蛋白石的特征曲线几乎不可见,微结构中也见不到游离的Si O2颗粒。X射线荧光检测结果表明Si O2含量由提纯前的56.94%降至提纯后的38.44%,提纯后凹凸棒石黏土的吸附水的能力提高38%。     

高硅SiCp/Al复合材料的表面敏化

高硅SiCp/Al复合材料化学镀镍是其表面金属化的关键步骤,化学镀前的敏化工艺易造成该复合材料表面Al合金的过度腐蚀,形成腐蚀孔洞缺陷,金属化后的试样表面粗糙度增加,并对后续的钎焊工艺产生不利影响。本文采用SnCl2+HCl溶液对高硅SiCp/Al复合材料进行敏化处理,研究了敏化时间和敏化液浓度对试样表面质量的影响。结果表明,敏化0.5min后试样表面Al合金腐蚀程度小,沉积的Sn(OH)2颗粒数量少。敏化1.5min以上,试样表面Sn(OH)2颗粒数量多,但Al合金完全腐蚀,留下大而深的腐蚀孔洞;降低敏化液浓度也不能明显提高敏化试样的表面质量。敏化1.0min后,试样表面Al合金连续分布,无大而深的腐蚀孔洞,Sn(OH)2颗粒数量适中。经过1min敏化的高硅SiCp/Al复合材料试样表面化学镀层质量良好。     

某型号十字轴精密成形工艺分析

目的研究十字轴闭塞式单向温挤压成形的可行性。方法根据十字轴的结构特点,确定了成形方案,并利用有限元技术对成形过程进行了数值模拟分析,然后结合物理实验对工艺可行性进行了验证。结果有限元分析和试验结果相吻合,锻件成形效果较好,没有出现充不满、折叠缺陷。结论采用闭塞式单向温挤压成形工艺,获得了满足尺寸要求的十字轴锻件,成形过程稳定可靠,成形工艺可行。     

大断面收缩率楔横轧成形工艺改进

目的研究大断面收缩率一次轧制成形的可行性,降低材料利用率。方法以某型号变速箱二轴为研究对象,将原来的二次楔轧制改为一次楔轧制,用有限元软件对改进前后工艺进行模拟分析,获得了等效应变、应力场分布和轧制力矩的变化。结果模拟结果表明,一次楔轧制变速箱二轴是可行的,料头尺寸得到了减小。一次楔轧制的端头的应力小于极限应力,没有产生缩颈等缺陷。结论改进后的工艺切实可行,节省了材料,而且方便了模具的加工制造。     

基于有限元法的轮毂成形工艺对比

目的对比某型号轮毂成形的工艺方案。方法对轮毂在不同条件下的成形过程进行了数值模拟和实验研究,分析成形工艺对应力分布、应变分布、金属流动速度场、成形载荷及内部组织的影响。结果坯料在800℃下采用闭式模锻所需成形载荷小,模具结构较简单,内部组织为粒状珠光体,力学性能优于其他2种方案下的内部组织魏氏体。结论闭塞式挤压和闭式模锻成形等效应力、等效应变、金属流动速度场、成形载荷及内部组织各不相同。模拟结果可以指导实际生产中工艺方案的选择。