激光直接制造金属零件过程的闭环控制研究

对激光直接制造金属零件过程中熔池温度和熔覆层厚度的变化进行了研究,指出对确定的材料,当激光功率增大到一定值时,熔池内的金属溶液大多已达到了热饱和,温度累积效应并不显著,熔池温度基本保持平稳,而在制造过程中若零件由于工艺不稳定而产生凹凸点,在多次层叠制造后,凹处越凹、凸处越凸,严重影响零件的制造精度。所以通过传感器来直接监测金属零件的熔覆高度,进而通过控制送粉量来保证制造过程中熔覆高度的稳定性比起温度控制来更具有实际意义。提出了熔覆高度的检测方案,并对送粉量的闭环控制系统进行了研究,对送粉量的时间延迟提出了相应的对策。结果表明对熔覆层高度的检测和对送粉量的调节能够提高激光直接制造过程的稳定性和制造精度。     

掺硫碳纳米管作导电添加剂改进磷酸锰铁锂电化学性能

磷酸锰铁锂(LMFP)具有比磷酸铁锂(LFP)更高的能量密度,但因电导率更低,倍率性能较差。本文采用掺硫碳纳米管提升LMFP电极的导电性能,有效提高了LMFP电极的能量密度和功率密度。首先,以亚硫酸钙热解产生的SO₂为掺杂剂,对碳纳米管(CNT)进行气相掺硫处理得到掺硫碳纳米管(SCNT)。与未掺杂CNT相比,SCNT表现出更好的亲水性和导电性。将SCNT水相分散液作为导电添加剂,以水为溶剂制备LMFP电极,分别在室温和-10℃的低温环境下进行倍率性能、循环性能和交流阻抗等测试。结果表明,添加SCNT作导电剂有效提高了LMFP电极的导电性和动力学速率,添加SCNT的LMFP电极在0.2C和5C下可逆容量分别为200 mAh/g和145 mAh/g,显著高于添加了CNT或CB导电剂的LMFP电极。将添加SCNT的LMFP电极与石墨匹配组装全电池,表现出185.0 Wh/kg和665.5 W/kg的超高能量密度和功率密度。     

石油重质组分制备碳功能材料的研究进展

原油重质化趋势日益严重,超过原油总量10%的极重组分无法通过现有技术转化为轻质组分,因此将这部分碳氢比较高的重质组分脱氢制备碳材料成为其高效利用的一个重要途径。本文介绍了目前国内外采用石油重质组分制备碳材料的方法,包括重质油直接脱氢碳化制备碳材料、采用气相或液相沉积法制备碳材料。所得碳材料主要为活性炭、泡沫炭、碳纤维、碳纳米材料,以及多功能复合、掺杂材料等。分析了采用石油重质组分制备碳材料的优点、难点和今后需要开展工作的方向。     

斯太立合金加WC激光熔覆

研究了用双筒送粉器分别输送Stellite6和WC,WC体积含量分别为0％,9％,18％,27％,36％,45％,54％,72％和100％的高功率CO2激光熔覆性及其演变。结果表明,当WC体积低于18％时,激光熔覆不出现裂纹。WC体积分数进一步增加,熔覆层平均硬度和裂纹率增加而高宽比减小。显微组织演变可分为两段：WC体积从0％到36％为第一段,WC完全熔化并溶解,凝固组织主要由枝晶和枝晶间共晶组成,W含量分别为9．68％和21％。WC体积分数从45％到100％时为第二段,大部分WC熔化和溶解,显微组织主要由基体和沉淀于其中的W化合物组成,溶解于基体的最大W偏一为26％左右。混合粉末中WC越多,W在W化合物中的含量也越多,其最高含量可达到64．55％。     

灰铸铁缸套内表面Nd∶YAG激光Ni-Ti合金化研究

采用预置涂层法对灰铸铁缸套内表面进行Nd∶YAG激光Ni-Ti合金化研究,可得到表面平整的激光合金化层.该材质的灰铸铁存在较大的裂纹倾向,在适当的涂层厚度、工艺参数和预热条件下,可获得无裂纹合金化区.激光强化层包括合金化区和淬火马氏体区和二者之间很窄的过热区,其硬度较铸铁基体显著提高;微观组织以亚共晶介稳组织为主.     

激光快速柔性制造金属零件基本研究

为激光熔覆快速柔性制造金属零件(LRFM)，研制了一种新型的同轴送粉喷嘴，制造了一些简单形状的NiCrSiB合金零件，研究了这些金属零件的微观组织、成分均匀性、硬度分布和抗拉强度。要提高激光熔覆快速制造零件的精度必须保证制造过程的稳定性，因而对整个制造过程的主要影响因素进行闭环控制。     

激光熔覆快速制造金属零件研究与发展

论述了激光快速直接制造的国内外研究和发展现状,介绍了激光快速制造金属零件的方法,重点说明了基于激光熔覆的快速制造技术和激光制造技术涉及的关键问题:精密高质量同轴送粉熔覆系统、激光熔覆的工艺优化与稳定性和激光熔覆过程的检测与闭环控制。展示了激光熔覆快速制造的典型金属零件和应用领域。提出了激光熔覆制造进一步研究的方向。     

激光送粉熔覆WC/C0硬质合金的气孔问题

研究了激光送粉熔覆WC/Co硬质合金的气孔问题.结果表明,激光熔覆WC/Co形成气孔的倾向较大,细粉熔覆层的气孔率比粗粉高,多道叠加的气孔率比单道高.熔覆层组织为未熔化的WC颗粒、鱼骨状枝晶和Co固溶体基体.熔覆层含有WC、Co、FeW3C、Fe2W,CW3,Co3O4等相.激光熔覆WC/Co出现气孔的主要原因归结于高温熔池中的氧与碳反应形成CO或CO2气体.在WC/Co中添加一定量的金属还原剂Ti后,Ti能还原熔池中的氧化物,阻止O与C的化合,抑制CO或CO2气体的生成,从而减少气孔率甚至消除气孔.加Ti后,熔覆层中的Co3O4相消失而出现了Ti22O和Co6W6C相.