低碳钢电弧熔覆增材层摩擦磨损及抗腐蚀性能

目的 针对低碳钢零件的破损失效采用TIG焊电弧熔覆增材制造工艺，研究低碳钢电弧熔覆修复使其达到再制造零件性能要求的可行性，为实现TIG焊修复应用提供保证。方法 通过TIG焊熔覆在低碳钢坡口处，对熔覆接头的显微组织进行分析，并测试修复后的增材层表面硬度性能。使用Nanovea Tribometer摩擦磨损仪和NanoveaPS50表面轮廓仪，对基体和增材层进行摩擦性能测试，并表征摩擦磨损后的表面形貌，探究磨损机理。采用电化学工作站对基体和增材层的腐蚀性能进行分析。结果 修复后的增材层显微硬度（220.17HV）高于基体且其摩擦性能和腐蚀性能优于基体，随着磨损载荷的增加，增材层的摩擦系数逐渐降低，磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损。增材层表面组织均匀细小，在NaCl溶液中点蚀坑小且分散，增材层的腐蚀电流密度（1.8349×10-6 A/cm2）小于基体的腐蚀电流密度（6.5251×10-5 A/cm2），增材层表面的抗腐蚀能力明显提高。结论 电弧熔覆低碳钢可满足低碳钢零部件现场电弧快速修复对再制造性能的要求，实现了低碳钢破损零部件的表面修复与强化。     

基于超临界流体电铸耦合场分析及试验研究

利用COMSOL Multiphysics对超临界流体电铸耦合场进行数值模拟,研究分析电流密度分布和电铸层生长规律,并且试验测试与验证;同时对超临界流体镍纳米金刚石复合镀层的表面形貌和显微硬度进行研究和探讨。结果表明,阴极边缘处电流密度远高于阴极中间部分,电铸层生长情况与电流密度分布较为吻合,电铸层中部厚度预测值的误差较小;电铸层显微硬度HV最大可达9540 MPa,比普通情况下复合铸层提高80%;制备的复合电铸层表面平整,组织致密。     

钛合金混合气体雾化放电烧蚀铣削加工工艺研究

采用由氧气浓度大于氮气浓度组成的混合气体与水经过雾化形成的雾化介质，通入中空旋转电极进入极间放电进行混合气体雾化放电烧蚀铣削加工，利用介质中的氧气介质与放电形成的熔融材料发生剧烈的化学反应释放热能快速实现钛合金高效蚀除，而介质中的氮气和水降低氧气浓度，实现放电加工过程的稳定性；通过单因素试验研究加工工艺参数对材料去除率等工艺指标的影响。结果显示：在相同条件下，混合气体雾化烧蚀铣削加工的材料去除率是空气雾化放电铣削加工的3倍以上，在小电流加工条件的过切量小于空气雾化放电加工；在放电烧蚀铣削加工钛合金时，材料去除率随着放电电流、脉冲宽度及气体压力的增加而增加。     

镍锰合金电铸中阳极现象的研究

为了更好地控制镍锰合金的电铸过程、获得质量较好的电铸层,利用冲液式电铸沉积单元进行了镍和镍锰合金的脉冲电铸对比试验.试验发现,镍锰合金电铸时阳极上会产生疏松的黑色附着层.对提取的黑色粉末用扫描电镜进行能谱分析可知,该黑色附着层中含有较多的Mn和O,较少的Ni和很少的S.经化学分析和电化学理论分析可知,黑色附着层的成分为阳极上Mn2 发生氧化反应所形成的MnO2和阳极钝化所形成的少量Ni2O3.采取正确的过滤和沉淀措施后阳极黑色附着层对镍锰合金电铸过程不会产生明显的影响.     

添加稀土元素对精密电铸层组织与性能的影响

将稀土LaCl3作为添加剂，进行精密电铸试验，研究了稀土阳离子对铸液特性、铸层微观结构及其性能的影响，分析了稀土阳离子在阴极沉积表面的作用机理。结果表明：稀土阳离子在沉积表面能产生特性吸附，具有增强阴极极化、提高沉积过电位和细化铸层晶粒的作用；沉积过程中晶粒在（111）晶面方向上存在明显的择尤生长取向；铸层的显微硬度得到显著提高。     

电流密度对超临界石墨烯电铸层微观结构与性能的影响

为获得电流密度对于超临界石墨烯复合铸层微观结构和力学性能的影响规律,在超临界二氧化碳流体(SCFCO_2)环境下进行了镍基石墨烯复合电铸试验,采用扫描电镜、数显式显微硬度计、微摩擦磨损试验机、光学轮廓仪等对镍基石墨烯复合电铸层进行表征。结果表明:当电流密度从3 A/dm~2逐渐增大至9 A/dm~2时,石墨烯复合电铸层的显微硬度、耐磨性呈持续增大趋势;当进一步增大电流密度时,复合电铸层显微硬度和耐磨性开始降低。在压力为10 MPa,温度为52℃,电铸时间为50 min,电流密度为9 A/dm~2时,石墨烯复合电铸层的显微硬度达到最大860 HV0.2,磨痕截面积最小1 145μm~2,石墨烯含量达最大0.713%。与普通电铸条件相比,SCF-CO_2电铸条件制备的石墨烯复合电铸层显微硬度和耐磨性分别提高了1.25倍和1.31倍。     

超临界 CO2清洗在精微制造领域中研究与应用

阐述了超临界CO2流体特性,超临界表面清洗的原理、工艺以及在清洗过程中的独到优势,概述了超临界CO2流体在半导体微电子、精密机械以及其他领域清洗行业中的研究进展与应用,并对超临界清洗技术未来发展趋势进行了展望。     

超细晶粒镍药型罩的精密电铸试验研究

针对新型破甲聚能试验装置,分析了其核心部件药型罩的电铸过程中的电场分布。采取超窄脉宽电源和阴极旋转的方式,像形阳极、阴极电场局部屏蔽和去泡等辅助工艺措施,制备出高纯度、超细晶粒电铸镍药型罩。采用X射线等现代检测方法对电铸药型罩进行了检测,结果表明,药型罩含镍量不小于99.9%,电铸层晶粒尺寸小于100nm,且组织致密。晶体以细小的等轴-柱状晶方式生长,并存在明显的择优生长取向。电铸镍药型罩头部速度超过10km/s,射流的凝聚性和均匀性非常好,为提高破甲侵彻性能提供了保证。     

超临界CO2流体微细电铸扩散传质过程建模与数值分析

以微结构特征为分析对象,建立金属镍离子和多物质离子扩散传质的数学模型,利用MAT-LAB软件对所建模型进行数值模拟,分析电流密度、深宽比对微结构内部物质离子浓度的影响,同时对超临界CO2流体金属镍铸层的表面形貌和显微硬度进行研究和探讨。结果表明:在一定的深宽比和电流密度条件下,随着时间的推移,镍离子扩散传质过程逐渐趋于稳态;微结构流体的特征是自上而下,氢氧根离子浓度和氢氧化镍离子浓度逐渐递增,而氢离子浓度持续降低,镍离子浓度和硫酸根离子浓度变化不明显;深宽比大的微结构应在小电流密度条件下进行电铸,温度为323K、压力为10MPa、电流密度为5A/dm2时,超临界CO2流体电铸方法制备的镍铸层晶粒细小、组织致密,铸层的显微硬度达到701.2HV,与传统电铸相比有大幅度提高。     

基于单颗磨粒磨削的超声振动参数与磨削参数匹配性研究

超声辅助磨削是一种适于加工陶瓷等硬脆材料的先进复合加工技术。超声辅助磨削过程中,超声振动参数与磨削用量的匹配性决定了超声振动作用对磨削过程的影响程度,目前尚缺乏深入的研究。针对这一问题,采用单颗磨粒工具对SiC陶瓷工件抛光表面进行超声辅助磨削及普通磨削试验,通过单颗磨粒磨削力、力比、磨削划痕形貌的对比,分析超声振动作用对磨削过程的影响随磨削用量变化的规律。结果表明,相同条件下单颗磨粒超声辅助磨削的磨削力与力比均小于普通磨削时;磨削用量较小时,单颗磨粒超声辅助磨削划痕形貌呈明显的锤击作用及断续磨削特征。随磨削用量的增大,超声辅助磨削过程中的锤击作用显著弱化,断续磨削特征趋于消失,两种方法之间的磨削力差异减小,即超声振动参数与磨削用量的匹配性变差。