真空平板玻璃激光封接气孔控制研究

为了探究激光焊接真空平板玻璃封接层气孔的产生机理，利用扫描电镜、自带能谱仪、X射线衍射仪和金相显微镜等手段，进行了真空平板玻璃激光侧边封接试验，研究了激光功率和焊接速率对封接层气孔的影响，分析气孔产生的原因。结果表明, 真空平板玻璃封接层出现了数量较多、大小不一、相互不连通的孤立气孔，位于颗粒的交界处，主要是由焊料颗粒间的残余空气引起的; 在焊接速率为2mm/s和离焦量为-2mm的条件下，过低或过高的激光功率都不利于减少封接层的气孔缺陷，激光功率为80W(能量密度为80J/mm2)时，封接层组织形貌好，封接层封接质量佳; 在激光功率为80W和离焦量为-2mm的条件下，较低的焊接速率将有利于减少封接层的气孔缺陷，焊接速率为1mm/s(能量密度为160J/mm2)时，封接层组织形貌好，封接层封接质量佳。此研究可为真空平板玻璃的激光封接制造提供理论依据。     

基于弹性壳体模型的波箔型动压气体径向轴承动特性分析

波箔型气体轴承的动态纲度和阻尼系数是轴颈偏心率、旋转速度及轴心涡动速度的函数,是进行转子临界转速、不平衡响应计算及稳定性分析不可或缺的基本参数。用摄动法建立波箔型气体轴承动特性系数计算分析的数学模型,应用弹性板壳模型计算波箔及平箔的变形,应用有限差分法及有限元法耦合对模型进行求解,获得波箔型气体轴承的动特性系数。将所得结果与已公布的实验数据对比,证明该模型的合理性和精确性。分析偏心率和轴颈转速对动特性系数的影响,结果表明,刚度系数随偏心率和轴颈转速的增加而递增,阻尼系数随偏心率和轴颈转速的增加而递减。     

钎焊金刚石锯片加工HRB400钢的模型及试验分析

尝试以HRB400螺纹钢的切屑厚度为切入点,对单层钎焊金刚石锯片锯切性能进行研究。建立锯片切割螺纹钢理论模型,通过计算得单颗金刚石最大锯切厚度值。通过试验得到的切屑类型有剪切屑及少量熔球屑,对剪切屑厚度值进行测量并与切屑厚度理论计算值进行比较,发现两者之间的数值吻合很好。经过分析得到螺纹钢锯切加工模型,探讨金钢石锯片加工钢铁材料时的锯切机理。     

金刚石线锯钎焊机理及工作层疲劳裂纹特征分析

在氩气气氛条件下利用Cu-Sn-Ti预合金钎料实现人造金刚石磨料与KSC82钢丝的钎焊连接,制作长度500 m,基体直径约为0.7 mm的金刚石线锯。利用扫描电子显微镜及能谱仪观察并分析金刚石钎焊界面特征及微区元素分布规律,探讨钎料及钎焊界面元素氧化特性,开展线锯弯曲疲劳实验。结果表明:Cu-Sn-Ti合金在钎焊后内部形成成分发生偏析的组织,金刚石磨粒钎焊界面Ti元素明显偏析,金刚石通过反应型润湿方式实现钎焊连接。氩气通入流量影响线锯工作层合金表面显色,当氩气流量Q≥15 L/min时,线锯工作层表面呈金黄色;当10L/min≤Q≤15 L/min时,呈蓝色;当5 L/min≤Q≤10 L/min时,呈紫红色,工作层合金表面Ti元素的氧化层厚度决定其表面可见颜色类型。线锯工作层表面弯曲疲劳裂纹首先发生于无钎料合金包覆的基体表面,增大弯曲曲率,金刚石钎焊界面处裂纹发生并沿着垂直于钎焊界面方向向钎料合金扩展,具有典型的张开型表面裂纹特征。     

钎焊镀钛金刚石钻头的研制及其钻进性能分析

分别使用Ni-Cr和Cu-Sn-Ti等2种合金钎料真空钎焊制作镀钛和无镀层金刚石钻头,通过钻进玻化砖试验,研究了4类钻头的钻进性能。试验结果表明:Ni-Cr钎料钎焊制作的镀钛金刚石钻头与无镀层金刚石钻头比较,钻头平均寿命下降了41.7%;Cu-Sn-Ti钎料钎焊制作的镀钛与无镀层金刚石钻头比较,钻头平均寿命相当,但镀钛金刚石钻头的钻孔效率更高,并对其机理进行了分析。      

钎焊金刚石孔钻基体结构优化的实验研究

使用镍基合金焊料和45#钢基体,采用高温真空钎焊技术,制备了φ6mm的金刚石小孔钻,进行了基体结构的单因素对比试验,实现了多层钎焊效果,并进一步优化了孔钻基体的结构尺寸.在玻化砖钻削试验中,使用Hand USB Microscope和SEM跟踪观察了金刚石孔钻的磨损情况.结果表明:三种优化基体结构制作的金刚石钻头均出现了多层钎焊效果;该钻头比普通单层钎焊钻头多了三个磨损阶段,钻削寿命提高了70％以上;基体开槽的宽度是影响钻头多层钎焊效果的关键因素,以槽宽为金刚石粒径尺寸的2～3倍为宜.     

钢轨打磨用新型复合砂轮及其磨削试验

利用钎焊技术和传统热压技术研发出一款钢轨打磨用新型复合砂轮,复合砂轮除含传统树脂砂轮的成分外还含金属结合剂金刚石插片,用其在钢轨打磨试验机上与传统树脂砂轮进行工件打磨对比试验,分析工件打磨后的打磨温度和表面粗糙度变化,并对钢轨打磨后的磨屑进行电镜、能谱分析。试验结果表明:与纯树脂砂轮相比,采用新型复合砂轮打磨工件,其打磨温度峰值下降10%左右,砂轮中插片数越多下降比例越大;工件表面粗糙度下降比例在9%以上,且随着砂轮中插片数量的增加而增大;同时,磨屑中球状磨屑比例更低,球状磨屑中O元素质量分数更小。