金属熔丝熔融成型制备Ni60合金工艺参数的优化研究

以Ni60合金为原料,采用金属熔丝熔融成型方法制备Ni60工件,研究了打印参数(重叠率、挤出比、分层厚度)以及烧结参数(保温时间)对制备Ni60性能的影响。结果表明,打印参数重叠率15%、挤出比120%、分层厚度100 μm时,生坯相对密度92.6%;在烧结过程中坯体保温时间越长,试样越致密,保温时间180 min时,相对密度即致密度达到95.68%;但保温时间过长,铬碳化物和铬硼化物等硬质相析出数量更多,晶粒组织更粗大,硬度反而下降。     

热塑性夹芯结构复合材料制造及改性工艺研究进展

夹芯结构复合材料因具有轻质、高强、抗冲击及设计灵活性等特点,在航空航天、新能源汽车制造等领域中表现出优异的应用前景。以热塑性复合材料为原材料的热塑性夹芯结构复合材料具有设计灵活、方便、易成型和生产效率高,以及优异的刚性和抗冲击性能等优势,符合未来绿色制造的发展趋势,已成为复合材料领域中实现结构轻量化的研究热点。然而,热塑性夹芯结构复合材料在实际应用过程中常出现纤维断裂、分层或脱粘等问题,因此需对制造工艺进行探索。目前,热塑性夹芯结构复合材料制造工艺的开发主要着眼于结构功能一体化设计,以及更大发挥热塑性复合材料的抗疲劳、耐腐蚀和抗热性能等方面。针对热塑性夹芯结构复合材料的制造工艺,重点介绍了热压成型、3D打印和折叠法,通过对比热塑性夹芯结构复合材料的力学性能和破坏模式,分析了这些制造工艺的优缺点,并且展望了这3种制备工艺的未来发展趋势和应用前景。为进一步提高热塑性复合材料的综合性能,总结了增强增韧改性处理及面/芯界面增强对热塑性夹芯结构复合材料性能的影响,特别是吸能和抗冲击性能。为优化热塑性夹芯结构复合材料的制造工艺,提高结构材料的性能及新型轻量化结构设计,提供了有益参考。     

超临界CO2发泡技术精制TPU泡沫材料：泡孔结构、硬段结构对力学性能的影响研究

热塑性聚氨酯弹性体（TPU）是热塑性弹性体（TPE）的代表,具有优异的回弹性、可熔融再加工、耐久性、耐磨性、柔韧性和拉伸性能等优点。TPU可根据化学结构差异分为芳香族、脂肪族和脂环族三类。物理发泡技术制备的轻质TPU泡沫,具有吸能减震、隔热等特性,在3C电子、运动防护、汽车制造、生物医学等领域应用广泛。然而,现有报道缺乏对其泡孔结构、硬段化学结构与弹性性能之间系统性关联的研究,制约了高性能TPU泡沫的开发和实际应用。利用超临界CO₂物理发泡技术,制备了2种不同泡孔结构的TPU泡沫材料。采用红外光谱、核磁共振氢谱和扫描电镜技术表征了其微观泡孔与化学结构,采用差示扫描量热法分析了其热行为差异,利用万能试验机、回弹仪评估了其循环压缩性能和回弹率。结果表明,TPU泡孔尺寸及密度主要受饱和压力的调控,而其膨胀倍率主要依赖于饱和温度。随着饱和压力的增加,泡孔尺寸显著降低。TPU泡沫的压缩强度与泡孔尺寸成反比,压缩回弹性随泡孔尺寸的减小而增大。泡沫的压缩强度随膨胀倍率的增大而显著降低,而其压缩回弹性则随膨胀倍率的增大先上升后降低。TPU硬段分子结构的对称性对力学性能影响显著,使得脂肪族TPU泡沫的压缩强度和回弹性相较于芳香族TPU泡沫均有提高,最高提高了160%和82%。本研究深化理解了TPU微孔发泡材料的泡孔结构与硬段化学结构对其力学性能及回弹性的影响,为工业领域制备性能优异、成本效益高、功能更为复杂的TPU泡沫材料提供了理论基础。     

基于Pro/E的渐开线圆柱斜齿轮建模

根据渐开线圆柱斜齿轮的形成原理,介绍一种利用Pro/E软件建立相对精确的渐开线圆柱斜齿轮模型的方法,该建模方法比较简单,模型与实际齿廓比较接近,为斜齿轮传动机构的运动仿真及优化工作奠定基础。     

岩石灾变非连续结构与多物理场效应的透明解析与透明推演

煤炭对于我国经济发展与能源安全起到压舱石和兜底保障的作用,在碳达峰、碳中和国家重大战略决策背景下,研究如何充分发挥煤炭的保障能源与战略资源的作用、实现煤炭绿色智能低碳开发利用迫在眉睫.煤炭生产开发活动打破了地层初始应力平衡,引起围岩应力场重分布,诱发工程灾害.岩石是煤炭生产开发与工程建设的主要对象,研究和解决煤炭绿...     

热等静压消除金属增材制造构件孔隙的研究进展

为消除激光选区熔化、电子束熔融等金属增材制造技术制备的构件内孔隙缺陷对使用性能的不利影响,满足航空、航天和医疗等行业对金属增材制造件的迫切需求,热等静压作为重要的后处理手段得到了广泛应用.对近期科研人员利用热等静压消除金属增材制造孔隙的效果评价和机理的分析进行了阐述,进而为金属增材制造构件实施热等静压处理提出了一些建议.     

退役动力锂电池回收工艺研究进展

退役动力锂电池因含有大量的钴、镍、锂、锰等有价金属备受重视,将其进行回收再利用有助于缓解当前国内资源紧张与环境污染的压力.较为全面地阐述了当前国内外动力锂电池回收技术及新工艺,主要包括干法回收工艺、湿法回收工艺及生物浸出回收工艺,并介绍了各工艺环节的研究现状.同时,随着回收工艺研究的不断深入,切实需要更完备的市场回收机制与之相匹配,故寄希望于新工艺在以后回收工业体系应用的更加广泛与成熟,并对动力电池回收再利用领域未来发展做了展望.     

基于电化学沉积法的金属3D打印工艺初探

初步探究了一种基于电化学沉积法的金属3D打印技术,其原理为利用金属离子溶液在成型平台上有序排布,对离子溶液和平台施以直流电场作用时金属离子在成型平台上发生还原反应形成金属沉积层,沉积物逐层叠加进而形成微米尺度的金属3D打印制品。研究了该工艺的三维成型可行性和不同堆叠层数对制品形貌的影响,同时也提出了该工艺尚待解决的问题和相应的改进方法,为金属3D打印领域提供了一种创新的低成本的微米尺度制品加工工艺和解决方案。     

烧结温度对3D打印B30铜镍合金制品力学性能影响的研究

为了避免传统熔炼法制备合金易产生枝晶偏析的问题,以球型的铜粉和镍粉为实验材料,经过机械混合的合金粉末与聚乙烯醇(PVA)溶液按照质量比为526的比例混合制得合金金属粉末浆料。通过3D打印制备了B30铜镍合金的样件坯体,并通过脱脂和烧结得到合金样件。研究了在不同的烧结温度下制件的密度、拉伸强度和收缩率的变化规律。结果表明,样件的表面随着烧结温度的升高逐渐趋近于镍的颜色,样件的密度、拉伸强度和收缩率都出现了随着烧结温度的升高先快速上升后缓慢上升的现象,并在烧结温度为900℃时样件的收缩率、密度和拉伸强度都出现了增速减慢的现象。样件在烧结温度为1 150℃时的收缩率达到最大值3.45%,密度达到最大值5.05g/cm3,拉伸强度达到40.26MPa。     

3D打印矿山“标准零件”实体模型构建及应用研究

利用3D打印技术构建矿山实体模型对指导采矿教学和矿山生产具有重要意义。针对采矿工程的复杂性和桌面3D打印机的容量限制,提出构建矿山模型 “标准零件”的新思路,即将矿山中的井巷、底部结构、硐室等要素进行分类,按照特定的规则设计相应的“标准零件”和连接件,通过3D打印技术打印成实体,组装成任意矿山模型。该方法实现了采矿模型从虚拟三维到现实三维的转变,并具有通用性、可重复性和易组装性等特点。研究成果应用到教学当中不仅能克服传统教学模式的缺点,更能提高学生的学习热情和创新意识,而将矿山数据信息集成到3D打印实体模型中,可以为矿山安全生产决策提供依据与手段。     

新型热处理制度获得高强高韧激光3D打印IN718合金

激光选区熔化(SLM)成型的IN718高温合金,存在高温强度及韧性无法兼得的难题。针对此问题,通过Double Doelhert设计矩阵优化IN718的激光3D打印参数,研究不同热处理制度与IN718力学性能的关系。结果表明:通过参数调控,可使SLM成型试样的致密度达到99.9%;通过采用创新性开发的固溶+短时双时效后处理制度,可获得高强、高韧的激光3D打印IN718合金,其力学性能全面达到锻件的技术指标。该办法为SLM成型IN718合金组织调控提供了新思路,新型后处理制度可广泛应用于SLM成型的航空发动机零件。