Surface generation mechanism of ceramic matrix composite in ultrasonic assisted wire sawing

Ceramic matrix composites (CMC) are highly required in many fields of science and engineering. However, the CMC parts always have poor surface finish. This study attempts to improve cutting performance of CMC material by combing the advantages of ultrasonic assisted cutting and diamond wire sawing. Cutting force, surface roughness, machined edge and tool wear are analyzed based on experimental results. It shows that the oscillatory movement of tool edges provides positive effect on particle ejection and residual material reduction. Ductile chip formation can be achieved due to the small tip radius of grits. Obvious decrease in cutting force, surface roughness and tool wear are obtained. Moreover, burrs, fuzzing and fracture are reduced. Meanwhile, both the surface characteristics and shape accuracy are significantly improved. These results provide a valuable basis for application of ultrasonic assisted wire sawing and understanding of CMC cutting mechanisms.     

多晶硅表面金属催化化学腐蚀法制绒研究现状

在多晶硅太阳能电池的生产过程中, 金刚线切割技术(Diamond wire sawn, DWS)具有切割速度快、精度高、原材料损耗少等优点, 受到了广泛关注。金刚线切割多晶硅表面形成的损伤层较浅, 与传统的酸腐蚀制绒技术无法匹配, 金属催化化学腐蚀法应运而生。金属催化化学腐蚀法制绒具有操作简单、结构可控且易形成高深宽比的绒面等优点, 具有广阔的应用前景。本文总结了不同类型的金属催化剂在制绒过程中的腐蚀机理及其形成的绒面结构, 深入分析和讨论了具有代表性的银、铜的单一及复合催化腐蚀过程及绒面结构和电池片性能。最后对金刚线切割多晶硅片表面的金属催化化学腐蚀法存在的问题进行了分析, 并展望了未来的研究方向。     

Experimental investigation on diamond wire sawing of Si3N4 ceramics considering the evolution of wire cutting performance

When diamond wire saw is used in machining silicon nitride ceramics (Si₃N₄ ceramics), the ultra-hardness of Si₃N₄ causes the saw wire to wear out, which leads to the saw wire cutting performance constantly changing during its life cycle, and thus the machined quality of Si₃N₄ ceramics is affected. Surface roughness and topography are important indicators of the quality of the machined surface. In this paper, the diamond wire saw cutting experiment of Si₃N₄ ceramics was carried out, the effect of the evolution of saw wire cutting performance on the surface roughness and topography of Si₃N₄ ceramics as-sawn slices was investigated based on the analysis of the changes of saw wire wear topography, breaking force, bow angle and kerf loss during the sawing process. The results show that the surface roughness along the saw wire motion direction and the workpiece feed direction tends to decrease and then increase with the evolution of the cutting performance of the saw wire, which accords well with the trend of the as-sawn slices surface morphology. The results of the study can provide experimental reference for the development of high precision diamond wire saw cutting technology for Si₃N₄ ceramics.     

高强不锈钢绞线网与ECC黏结-滑移关系模型

高强不锈钢绞线网与ECC的黏结是二者协同工作的基础，且黏结 滑移关系模型是其黏结性能的综合反映，故通过对17组51个高强不锈钢绞网增强ECC薄板试件进行单边拉拔试验，研究横向钢绞线间距、纵向钢绞线直径和相对锚固长度等因素对钢绞线网在ECC中黏结性能的影响规律。试验结果表明，横向钢绞线的设置可使黏结破坏由脆性破坏转变为延性破坏；高强不锈钢绞线网与ECC的黏结滑移曲线可分为5个阶段，分别为上升段、微降段、延性强化段、下降段和残余段。基于试验结果，对钢绞线网在ECC中的黏结破坏特征和黏结 滑移机理进行分析，在相关黏结-滑移关系模型的基础上，提出钢绞线网与ECC的黏结 滑移关系模型，并进行模型参数分析。所提模型及模型参数计算公式与试验结果吻合良好，能较好地反映钢绞线网与ECC的界面黏结滑移特征。     

退火温度对0Cr25Al5热轧态盘条钢组织及性能的影响

采用显微组织分析和分子动力学模拟等方法研究了退火温度对0Cr25Al5热轧态盘条钢组织及性能的影响。结果发现,晶粒尺寸随温度的升高逐渐增加并趋于稳定,但是断后伸长率和断面收缩率在950 ℃突然大幅度下降。试样组织形貌在800 ℃和950 ℃退火温度下的OM及SEM分析结果未见明显差别。于是使用分子动力学模拟对0Cr25Al5钢三元体系的自由能进行了计算,发现随着B2结构的FeAl或者DO3结构的Fe₃Al有序相尺寸的增大,系统自由能先减小后增大,其最小值随着退火温度的升高向有序相颗粒尺寸减小的方向移动。在1273 K的高温下仍然会保留60 nm左右大小的有序相颗粒。因此,推测0Cr25Al5钢在大于950 ℃的温度范围内韧性下降是由于60 nm左右的B2结构的FeAl或者DO3结构的Fe₃Al有序相造成,与晶粒尺寸无关。因此,针对该钢种应进行低温退火促使基体组织回复以消除缺陷,从而抑制Fe、Al等基体原子的扩散。     

军工船舶发电机用特种漆包线的研制

为提升漆包线产品的技术水平与行业市场竞争力,使产品进入漆包线产品的高端市场,扩大公司漆包线新品种与技术储备,提升公司科研创新和新产品的研发能力,与客户合作开展对军工船舶发电机用特种漆包线的研制。根据特种漆包线的性能要求和关键技术,对其漆膜绝缘材料的选择、产品结构的设计与优化及研制的生产工艺技术进行探讨,研制出的特种漆包线通过对其性能考核,完全满足客户的各项性能指标要求。     

高强度大桥缆索用盘条生产现状分析

最近5年，大桥缆索用镀锌钢丝抗拉强度有了大幅提高，从1 770 MPa级、1 860 MPa级、1 960 MPa级到目前的2 000 MPa及以上级别，扭转指标有了颠覆性的改变，从之前的几转到目前的十几转、二十几转。论述了国内外钢铁企业生产大桥缆索镀锌钢丝用盘条的不同现状。从成分设计、生产工艺流程、盘条韧化处理方式和组织特点等方面进行阐述，讨论了国内外不同生产工艺特点及发展趋势，为中国大桥缆索镀锌钢丝用盘条的生产提供理论支持。     

异型中间包结构优化对帘线钢夹杂物的影响

为了解决帘线钢中因大颗粒夹杂物导致的拉拔断裂问题，通过水模型研究结果对异型中间包结构改进优化，并将优化异型中间包结构进行工业试验。结果表明，挡墙优化结构后,去除夹杂物的效果明显提高，采用优化的挡墙中间包生产的帘线钢铸坯中夹杂物尺寸不大于10 μm比例为87.95%，平均尺寸为6.7 μm；大颗粒的高MgO类和高SiO2类夹杂物已得到有效去除，盘条中B细不大于0.5级比例达到97.56%。     

电驱液压式大截面导线压接设备自动化研究

现有的压接设备可控性差、操作复杂,导致压接质量因人而异。针对此问题,提出了基于DDVC技术的导线压接设备自动化控制方案,建立了速度控制系统数学模型,应用Simulink进行仿真,分析系统性能。建立了基于DEFORM的耐张线夹压接实验模型,获得了耐张线夹压接的最佳加载速度曲线,并以此作为压接设备速度控制系统的Simulink仿真模型输入,对压接过程进行了仿真分析。结果表明:开环控制时系统存在一定的超调,加入PID控制后可有效抑制超调;所设计的压接设备可很好地跟随最佳压接曲线,跟随误差仅为0. 904 mm·s-1。研究成果对改进压接设备、提高压接质量提供了新的解决方案。     

自保护药芯焊丝明弧堆焊Fe-Cr-C-B-W合金的组织及性能

采用自保护药芯焊丝明弧堆焊技术制备五组不同钨含量的Fe-Cr-C-B-W合金. 借助金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计和磨损试验机分析堆焊合金的组织及性能. 结果表明，合金的显微组织由马氏体、残余奥氏体、M₇(C,B)₃，M₃(C,B)，Fe₃W₃C和WC组成. 大部分钨元素被迁移到晶界生成了比WC稳定性更好的Fe₃W₃C缺碳复合相，堆焊层中没有典型的初生WC硬质相颗粒生成. 随着钨添加量的增多，共晶硬质相M₇(C,B)₃，M₃(C,B)和Fe₃W₃C随之增多，间距减小，呈连续网状均匀分布. 当钨的添加量为12%时，堆焊层的耐磨性达到最佳.