电化学抛光对选区激光熔化成形Ti6Al4V牙冠表面质量及耐蚀性能的影响

研究了电化学抛光过程中电解液比例、电压、电解时间等参数对选区激光熔化成形Ti6Al4V牙冠表面质量及耐蚀性能的影响。结果表明，选区激光熔化成形的Ti6Al4V牙冠表面粗糙度较大，有明显的熔池边界及台阶，试样表面粘结大量粉末颗粒，初始粗糙度高达30μm。在体积比1:8的高氯酸和醋酸电解液中进行电化学抛光，当电压较小（10 V）时，只能去除表面粘附的粉末颗粒，抛光效果不明显；当抛光电压较高（50 V）或高氯酸和醋酸比例较大时，表面抛光过度，导致局部凹凸不平，粗糙度明显上升。在30 V电压下抛光30 min后，表面质量较好，表面粗糙度约为1μm，达到使用要求。经抛光处理后的Ti6Al4V牙冠表面的耐蚀性能大大提升，相比于未进行表面处理的牙冠，其耐蚀性能提高近一个数量级。     

醇盐体系增材制造钛合金的电化学抛光机理

电化学抛光是增材制造TC4钛合金表面处理的方法之一.采用循环伏安、交流阻抗、计时电流及X射线光电子能谱仪(XPS)等测试方法,研究了乙二醇-氯化钠电解液中增材制造TC4钛合金的电化学抛光行为.结果表明,钛合金在乙二醇-氯化钠体系中的氧化过程是Ti→TiO→Ti₂O₃→TiO₂.施加不同的电位,影响钛合金表面氧化膜(也可称为钝化膜)厚度的演化,随着施加电位的增大,氧化膜厚度先增大后减小.根据氧化膜厚度的变化规律提出两步抛光法,与单一钝化区电位抛光相比,两步抛光法抛光速率更大.在25 min时钛合金表面取得了最佳抛光效果,此时粗糙度为2.6μm.     

硫化锌晶体切削表面质量和切削参数优化研究

单点金刚石车削(SPDT)硫化锌(ZnS)晶体时，切削参数对表面质量有显著影响。因此，为获得高质量的ZnS晶体表面，选取主轴转速、进给速度、切削深度为影响表面质量的工艺参数，采用正交实验方法对ZnS晶体进行了车削实验。以表面粗糙度(R_a)值和表面形貌特征作为表征表面质量优劣的指标，采用轮廓仪和扫描电镜(SEM)对加工表面质量进行了检测。得到ZnS晶体车削的最佳切削参数以及主轴转速、进给速度和切削深度对R_a和表面形貌的影响规律。结果表明：进给速度对R_a的影响最大，其贡献率达到61.38%，主轴转速和切削深度的贡献率分别为19.20%和4.02%，较高的主轴转速、较低的进给速度和切削深度能够抑制ZnS晶体表面发生脆性断裂，有利于高质量表面的生成。在最佳加工参数，即主轴转速3800 r·min^-1，进给速度2 mm·min^-1，切削深度5μm的条件下对ZnS晶体进行切削，可以获得R_a为2.3 nm的高质量ZnS平面光学元件。     

激光选区熔化Ti6Al4V合金的工艺参数优化

孔洞、未熔粉、裂纹是在激光选区熔化制备试样过程中常见的缺陷,迄今为止,大量研究均集中在减少缺陷上,关于工艺参数对缺陷影响的研究较少。本文系统研究了工艺参数对激光选区熔化Ti6Al4V合金相对密度、表面粗糙度、力学性能的影响。结果表明,低激光功率、高扫描速度和高层厚将会引起不充分的粉末熔化以及球化效应。最佳工艺参数为激光功率200 W,扫描速度500 mm/s,层厚10 μm,扫描间距105 μm。在该参数下,试样的抗拉强度1077 MPa,屈服强度907 MPa。     

电解抛光工艺参数对钨表面形貌和表面粗糙度的影响

采用硫酸–甲醇–二水合柠檬酸钠电解质溶液体系对钨进行电解抛光.抛光液中硫酸与甲醇的体积比为1:7,二水合柠檬酸钠浓度为0.25 mol/L.改变抛光电压、温度及时间,探究了工艺参数对电解抛光钨的微观形貌和表面粗糙度的影响.用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和原子力显微镜...     

齿科用钛合金粉末粒度对激光选区熔化工艺适用性研究

激光选区熔化(SLM)是一种在医疗领域应用越来越广泛的3D打印工艺,用SLM技术打印齿科钛合金粉末,可以制作出个性化且具有复杂结构的口腔医疗器械。为了研究粉末粒度对SLM工艺的成形适用性,本研究选择了齿科用Ti-6Al-4V合金粉末作为成形材料,通过不同目数的筛网对粉末进行分级,得到不同粒度范围的钛合金粉末。采用EOS M280设备分别成形不同粒度范围的粉末,并对成形过程和成形件表面质量进行对比分析,得出当粉末粒度范围为15~53μm时,熔道连续无缺陷,成形件表面光滑平整,有金属光泽。该粒度范围粉末成形件的内部孔洞很少,强度和塑性均优于铸造件。粒度范围为15~53μm的齿科用钛合金粉末适用于激光选区熔化工艺。     

SLM打印成形CoCrMo合金牙冠的表面粗糙度和硬度优化

为了改善选区激光熔化打印成形的CoCrMo合金牙冠的表面粗糙度和硬度,提高其与人体的适配性,分别采用了电解抛光和固溶处理方法对牙冠进行改善处理。测试了经不同电解液和电解参数抛光后的牙冠表面粗糙度以及经不同工艺固溶处理后牙冠的硬度,利用三维轮廓仪观察了抛光前后表面形貌,利用金相显微镜和扫描电子显微镜观察了微观组织。结果表明,SLM制备的CoCrMo合金牙冠在HNO_3+H_3PO_4体系电解液中抛光效果最佳,牙冠表面粗糙度较电解抛光前降低达70%以上;牙冠经1 503K固溶10h后,显微硬度可由固溶前的470HV降至350HV,与人体天然牙齿硬度相当。SLM制备的CoCrMo牙冠综合性能得到了显著的改善。     

磨液射流磨削抛光钛合金的试验研究

介绍了磨液射流磨削抛光实验装置的组成及实验过程，通过磨液射流磨削抛光钛合金(TC4)试件，取得了磨削抛光的工艺参数，为异型曲面工件的表面抛光探索了一种有效方法。     

六偏磷酸钠对磁性复合流体分散性及光学玻璃抛光性能的影响

为了提高磁性复合流体(Magnetic Compound Fluid,MCF)的抛光性能,通过实验调查无机电解质分散剂六偏磷酸钠(Sodium Hexametaphosphate,SHMP)对MCF颗粒团聚的影响,研究MCF抛光液颗粒分散性与BK7光学玻璃抛光材料去除率和表面粗糙度的变化关系。在MCF中添加不同质量分数的SHMP,测试MCF中颗粒的粒径分布和中值粒径D50的变化,并采用扫描电镜观察MCF中颗粒分散性;利用不同含量SHMP的MCF对BK7光学玻璃进行抛光加工,研究SHMP含量变化对光学玻璃抛光材料去除率和表面粗糙度的影响规律。实验表明,在MCF中添加适量SHMP能够减少抛光液颗粒的团聚,提高MCF抛光液的颗粒分散性,改善BK7光学玻璃的材料去除率和表面质量。当SHMP质量分数为3%时,中值粒径D50达到最小值7.023μm,并且MCF抛光液的分散性最佳,材料去除率达到最大值22.6×10^-4 g/min,表面粗糙度达到最小值15.78 nm。     

化学机械抛光在奥氏体不锈钢中的应用

为了高效、批量地抛光不锈钢产品,并且消除不锈钢表面的抛光缺陷,在实验室专用抛光机上对表面状态为No.1的316、No.2B的304两种奥氏体不锈钢,经过粗抛、中抛、精抛三个工序完成抛光试验,其粗糙度值Ra均小于0.005μm,满足高性能电子产品外观的表面质量要求;开发了奥氏体不锈钢材料的表面抛光工艺技术,对不锈钢材料在高端电子产品的应用推广有着重要的作用。     

激光选区熔化成形技术制备高温合金GH4169复杂构件

本文采用激光选区熔化成形(Selective Laser Melting,SLM)技术制备了高温合金GH4169复杂结构件。研究了不同成形方法和不同成形工艺条件对构件的影响,并对构件力学性能、成形尺寸、成形周期、表面粗糙度进行表征。结果表明:选择倾斜45°角生长时,构件在生长过程中的应力较小,未出现应力开裂的现象且表面缺陷减少;光斑补偿值0.06 mm效果最佳,样件表面较光滑,基本无凹凸缺陷;在光斑补偿值0.06mm、零件倾斜45°生长的GH4169合金复杂构件,其样件的力学强度、延展性能明显优于铸件,并且尺寸精度高、成形周期短、粉末利用率高,表面粗糙度较低(Ra≤1.6μm)。     

选区激光熔化GH4169粉体特性及成型件组织结构的研究

为了研发适用于选区激光熔化(SLM)的GH4169合金粉末,研究不同粒度分布段的粉末对铺粉以及成型效果的影响。在同一批次的粉末中,筛选出不同粒度段的粉末进行选区熔化试验,然后抛光金相、腐蚀观察组织。结果表明:粒度过小、粉末易团聚,铺粉的过程中易出现波浪纹不适合选区熔化;粒度过大,会增加粉末颗粒与颗粒之间的孔隙,在快速熔化与冷却的过程中液体不能充分的填充孔隙易造成孔洞;粒度在15~53μm之间,平均粒径约为32μm左右的粉末,通过选区熔化可以得到高质量的成型件;通过电镜对其组织分析可知,选区熔化过程中形成的组织为胞状晶,"微熔池"内部为细长条状的柱状晶,由于受热量分布的影响,生长方向各不相同,所观察到的表面形貌也会有所差异。     

气雾化制备微细球形钴铬钼钨合金粉末及其SLM成形性能

利用自行研制的防返风超音速气雾化设备制备钴铬钼钨合金粉末,对粉末的形貌、粒度与粒度分布以及显微组织等进行分析,并研究其激光选区熔化成形件的显微组织、硬度和拉伸性能。结果表明,气雾化制备的Co Cr Mo W合金粉末主要为球形,部分有卫星颗粒,粉末组织由胞状晶和树枝晶组成。激光选区熔化成形的成形件表面熔道搭接良好,表面粗糙度为11.0μm,相对密度达到98.7%,组织为γ马氏体和ε马氏体;抗拉强度为1 283 MPa,屈服强度为852 MPa,伸长率为7.9%,显微硬度HV达到398.8;拉伸断口呈现准解理断裂特征。     

冷轧辊镜面加工技术与应用

介绍平整机轧辊镜面加工技术,重点介绍了电化学-机械抛光工艺的装置组成、原理、技术特点和使用效果,采用电化学-机械振动抛光加工工艺,轧辊表面粗糙度Ra可达0.02~0.03μm,钢板经平整,表面粗糙度由原来的0.3~0.4μm加工后达到0.03~0.05μm,为生产一致性好的高精度光亮表面带钢,找到了有效途径。     

CeO2包覆SiO2复合粉体的制备及其抛光性能研究

以石英微粉为内核,六水硝酸亚铈(Ce(NO3)3.6H2O)为铈源,以碳铵(NH4HCO3)为沉淀剂,采用化学沉淀法制备出了包覆型的CeO2@SiO2复合粉体。利用热分析仪(TG/DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、傅里叶红外分析仪(IR)等对所制备复合粉体的成分、晶相结构、形貌、粒径分布及团聚状况进行了表征。将制备的样品对K9玻璃进行了抛光实验,用原子力显微镜观察K9玻璃抛光前后的微观形貌,并测量表面粗糙度。结果表明,所制备的CeO2@SiO2复合颗粒具有明显的包覆结构,纳米CeO2主要以物理吸附的方式包覆在微米石英微粉颗粒表面,AFM测量结果表明,抛光后K9玻璃表面划痕得到明显改善,在10μm×10μm范围内表面粗糙度RMS值由54.217 nm降至1.073 nm。     

Ti-6Al-4V合金脉冲激光抛光微裂纹产生机理与尺寸特征研究

正脉冲激光抛光是一项新兴的材料表面处理技术,可实现复杂型面的精密抛光、微区与选区抛光。在抛光过程中,金属表面瞬时熔化后凝固,温度场变化剧烈,金属材料内部及表面产生显著残余应力,导致抛光表面产生微裂纹,严重影响金属抛光件的使用性能。为研究脉冲激光抛光过程中微裂纹产生机理及抛光主要参数对微裂纹尺寸特征的影响规律,     

TC17钛合金叶片制造过程的表面完整性研究

采用多种最终加工工序组合,在TC17钛合金叶片表面引入不同表面完整性状态,研究最终加工工序对叶片表面形貌、平均粗糙度、残余应力的影响。结果表明:仅振动光饰处理后,表面平均粗糙度在0.2μm以下,表面残留有磨料运动痕迹,残余应力影响层深度约为30~40μm,表面残余应力仅-200 MPa左右;不进行振动光饰处理时,陶瓷丸喷丸比玻璃丸喷丸后叶片表面粗糙度更佳,喷丸后叶片表面Kurtosis值接近3,本研究中残余应力影响层深度约为100μm,表面残余应力在-750~-850 MPa之间;喷丸后进行振动光饰可消除叶片表面的喷丸弹坑,平均粗糙度减小到0.2μm以下,残余应力影响层深度与未经振动光饰处理的相当,表面残余应力变化小。当加工痕迹被喷丸消除时,叶片表面Kurtosis值接近3,这说明弹坑底部圆滑,因此认为Kurtosis值可作为表征喷丸表面的特征粗糙度参数。     

H型坯连铸结晶器内钢液传递特性的数值模拟

以950 kg/m H型连铸坯结晶器为研究对象,采用FLUENT软件建立三维几何模型,模拟研究了水口浸入深度125 mm和175 mm时拉速（0.6~1.2 m/s）对结晶器内钢液传递特性的影响。结果表明,不同拉速条件下H型坯结晶器内钢液流态相似,但随着拉速的增大,结晶器内钢液流股冲击深度增大和结晶器自由表面流速增大,保护渣熔化状况有改善趋势,同时结晶器液面波动和钢水对凝固坯壳的冲刷有增大趋势。而各粒径夹杂物上浮去除率随拉速的增大而降低,其中大颗粒夹杂物去除率降低显著,当拉速由0.6 m/min增至1.2 m/min时,100μm夹杂物的去除率由16%降至10%。该模拟条件下,20~100μm夹杂物去除率在4%~16%。     

0Cr18Ni9DQ不锈钢表面粗糙度对镜面抛光效果的影响分析

镜面不锈钢产品因其2B表面细腻、光泽均匀美观,已经广泛应用于高端装饰、装潢行业。本文重点针对镜面不锈钢抛光产品生产加工过程中出现的白点缺陷,分析与不锈钢2B表面粗糙度指标的对应性。并结合冷轧工序全流程生产工艺情况,从抛丸工艺、粗轧粗磨工艺、冷轧轧辊粗糙度、平整辊面粗糙度等技术参数方面,对0Cr18Ni9DQ钢种奥氏体不锈钢表面粗糙度指标进行深入研究分析。最终优化提升了各工序的工艺参数匹配,实现产品质量的本质提升。     

哈氏合金表面粗糙度AFM测量中扫描尺度等问题研究

哈氏合金Hastelloy C276是一种被广泛应用的镍基合金,具有机械性能优良、抗腐蚀能力强等优势,在第二代高温超导导线的离子束辅助沉积(IBAD)技术路线中被用作金属基底,因此其表面抛光与粗糙度测量受到了广泛重视。哈氏合金的表面形貌和粗糙度测量一般采用原子力显微镜(AFM)方法,在该方法中扫描尺度对测量结果具有显著的影响。本研究对两个分别进行了电化学抛光和机械抛光的哈氏合金带材短样,在1~70μm范围内选取不同扫描尺度进行了AFM测量,从而对其表面形貌获得了全面的了解,并发现其表面粗糙度随着扫描尺度的变大出现了明显的增大,文中还在不同扫描尺度下考察了电化学抛光与机械抛光的作用区别。此外,本研究中分析了AFM图像的后处理中flatten阶数的影响,对从AFM图像中分割出小尺度局域计算粗糙度的方法进行了改进,并讨论了AFM测量粗糙度的可重复性问题。通过这些研究,对表面粗糙度的AFM测量方法在全面性和有效性方面进行了完善,提出了粗糙度描述时有必要给出的相关参数。