快速模具技术在304板材液压成形中的应用

先进快速制模技术是近年来模具制造业中十分活跃的领域之一,尤其在汽车车身试制行业,正得到越来越多的关注.主要针对与美国GM公司合作的快速模具与板材液压成形相结合的柔性成形项目进行了相应的试验研究,利用电弧喷涂Zn合金,并加以树脂做背衬的快速模具,尝试了软凸模液压成形直边带有较为复杂曲底面的浅杯形件的工艺研究,并对成形过程利用Dyna-form软件包进行了有限元模拟分析.研究表明,使用快速制模技术和液压成形技术成形304板材复杂浅杯形件,其成品具有较高的精度,且成形条件不复杂,可以推广.     

快速成形技术中材料成形性的研究进展

简要介绍了几种典型的快速成形技术的基本原理 ,分析了快速成形技术中材料的研究和应用现状 ,讨论了快速成形技术中材料的快速成形性问题 ,并指出研究和开发快速成形材料和对新材料的快速成形性的研究是材料与制造工程科学的一个重要发展方向     

快速成形技术中材料成形性的研究进展

简要介绍了几种典型的快速成形技术的基本原理,分析了快速成形技术中材料的研究和应用现状,讨论了快速成形技术中材料的快速成形性问题,并指出研究和开发快速成形材料和对新材料的快速成形性的研究是材料与制造工程科学的一个重要发展方向。     

电弧喷涂法制作钢基塑料模具初探

基于快速成形的方法制造各类快速模具已成为RPM应用的热点问题。介绍了金属喷涂制模法的原理和特点、电弧喷涂快速模具制作的工艺过程、喷涂所用设备和材料,列举了金属喷涂制模法在鞋底模具开发中的应用实例。金属喷涂制模法具有工艺简单,制模周期短,成本低,复型性好等特点,适合于新产品开发和小批量多品种生产。     

基于叠层实体快速成型的电弧喷涂制模技术

介绍了基于叠层实体快速成型的电弧喷涂模具技术的基本原理及特点，较详细地介绍了叠层实体快速成型的电弧喷涂制模工艺过程，为进一步开展此项技术的应用打下基础。     

冷喷涂在镁合金表面处理与成形中的应用前景

对镁合金常用表面处理方法和成形技术进行了简单介绍.根据冷喷涂技术的优点,综述了冷喷涂在镁合金表面处理中的应用,并对冷喷涂技术用于制备镁基复合材料和近净成形镁合金部件进行了分析及展望.     

胶态无模快速成形陶瓷制件的应用及发展趋势

胶态无模快速成形陶瓷制件由于具有成形精度高、可机械加工能力好、能够制备大尺寸,复杂形状陶瓷制件等特点而备受关注。本文综述了近年来发展迅速的几种陶瓷胶态无模快速成型技术。着重介绍了各种技术的成形原理和方法、工艺过程及研究现状等,通过比较分析了不同快速成型制造技术在陶瓷零件制造中的特点及其存在的问题,对于陶瓷零件成形时不同成形技术的选择提出了一些参考意见,并结合课题组研究成果展望了胶态成形的发展趋势。     

等离子喷涂层微观成形过程数值模拟研究现状

等离子喷涂具有焰流温度高、粒子速度快、能量密度高等特点,是零件表面强化和再制造常用的表面工程技术之一,在耐磨、防腐、热障等诸多领域具有重要应用。涂层的质量往往决定零件的服役性能和使用寿命。等离子喷涂层的成形质量受众多喷涂要素和工艺参数的交叉耦合作用。传统优化喷涂工艺的方法是依据实践经验确定主要工艺参数的可行域,然后反复进行工艺参数调节和涂层性能验证来获得相对合适的工艺参数,这种方式存在成本高、效率低、可靠性差的缺陷。数值模拟作为一种新兴的科学研究方法,在等离子喷涂领域不仅有助于优化喷涂工艺参数,而且有助于深入理解喷涂成形原理和涂层微观构筑过程。研究者们借助数值模拟手段,探究等离子喷涂过程的微观机理,模拟实验中无法观测瞬时、高速的现象,并且指导优化喷涂工艺参数,改善喷枪机械结构,在提升涂层质量与性能上发挥重要作用。本文总结了数值模拟中有限元模拟的研究步骤,综述了近年来国内外数值模拟在等离子喷涂层微观成形过程应用的研究现状。在等离子射流形成的数值模拟中,研究领域从单一物理场转化为多物理场耦合,能较为准确地把握等离子喷枪中复杂的物理现象;其数值模拟范围主要包括等离子射流的温度场模拟、湍流模拟与电磁特性模拟等。在喷涂粒子与射流交互作用数值模拟中,研究者结合实验探究喷涂粒子与大气物性参数对飞行过程的影响,获取最佳的喷涂距离、送粉管角度等工艺参数;其数值模拟范围包括等离子射流中粒子加速过程模拟、加热过程模拟、飞行轨迹和空间分布模拟。在喷涂粒子铺展凝固过程的数值模拟中,将瞬时、高速的铺展凝固过程形象化,掌握基体与大气物性参数对该过程的影响。其数值模拟范围包括粒子撞击铺展过程模拟与凝固生长过程模拟。本文针对模拟过程中存在的湍流模型不够准确,飞行粒子的蒸发与破碎现象研究不够深入,以及多个粒子搭接堆垛成形过程探索较少等问题,展望了数值模拟在等离子涂层微观成形过程的研究方向,并提出基于喷涂成形过程数值模拟建立涂层虚拟成形系统的构想。     

基于回归方法和神经网络的电弧增材制造单道成形形貌预测

目的 针对电弧增材制造技术实际应用中工艺参数选取困难和成形结果难预测的问题,确定高效、准确的电弧增材制造单道成形形貌预测的数学方法,以快速、方便地选取丝材电弧增材制造工艺参数并指导成形质量控制。方法 在单道单层丝材电弧增材制造实验的基础上,采用多种回归方法和神经网络方法分别建立焊接电流、电压和焊枪移动速度等多个工艺参数与增材层宽度、增材层高度及熔池深度等成形形貌参数之间的数学关系模型。结果 电弧增材制造单道成形形貌与焊接电流、电压和焊枪移动速度显著相关,且各参数间存在非线性交互作用;采用多元线性回归法可较准确地预测单道增材层宽度,但对于增材层高度和熔深的预测效果较差;神经网络可良好地处理各工艺参数间复杂的非线性关系,其对增材层宽度、增材层高度和熔深的预测平均误差率分别为4.17%、6.60%和7.01%,显著优于多元线性回归法。结论 采用神经网络法可以准确预测电弧增材制造单道成形的形貌参数,进而指导增材制造工艺参数的选取和成形质量的控制。     

电弧喷涂长效防护涂层的发展应用和研究现状

介绍电弧喷涂技术的原理和发展概况,并对电弧喷涂长效防护技术的研究和应用现状进行详细的总结。     

A hybrid arc spray forming technique for the manufacture of nickel superalloy IN617

Spray forming produces cast microstructures with comparatively low macro‐ and micro‐structural chemical segregation and is thus well‐suited for the manufacture of complex chemistry, multi‐component alloys that otherwise show strong elemental segregation. Although spray formed Ni superalloys have shown properties equivalent or superior to their conventionally cast/wrought counterparts, they have not been adopted commercially because of the difficulties in ensuring a high process yield and the complexity and associated cost of large‐scale Ni superalloy melting. In this paper, we describe a hybrid arc spray forming (HASF) process in which costly, large‐scale alloy melting as pre‐cursor to spray forming is avoided by the use of a consumable wire feedstock. To achieve thermal conditions of melt spray forming – essential to produce a refined, polygonal grain structure – a customised secondary atomisation system has been developed. Fe‐0.8 wt%C and Ni superalloy IN617 microstructures and preliminary mechanical properties suggested that hybrid arc spray forming may offer an attractive combination of convenience, low cost and mechanical performance.     

Prozessüberwachung beim thermischen Spritzen durch die Analyse akustischer Emissionen verifiziert durch die Methoden der CFD zur Berechnung der Schallemission beim HVOF‐Verfahren

Refining of thermal spray process conditions by acoustic emission analysis verified by computed fluid dynamic Modern thermal spray technology requires process diagnostic in order to achieve high quality coating production. Common diagnostic systems used for observing optical emissions of spraying processes analyse the geometry of the spray jet or the in‐flight particle parameters. Such optical systems are expensive and complex. More economic and easier to apply is the analysis of the acoustic emissions of the spraying process. Depending on the method of thermal spraying, acoustic signals contain extremely useful information that can be used for detecting critical spraying conditions. Application of microphones and vibration pick‐ups is tested for HVOF and electric arc spraying. Finally the correlation between the acoustics of real processes and results from computer simulations are investigated.     

Microstructure and bonding mechanisms in cold spray coatings

Cold spray additive manufacturing is a solid state deposition process with applications in surface coatings, manufacture of near net shape parts and component repairs. The technology can be used to spray a wide range of metallic powders onto varying substrates to produce the desired properties for application. This is a review of the progress in cold spray technology with particular interest in the bonding behaviour and deformation microstructure. Comparisons between cold spray and other thermal spray technologies such as plasma, wire arc, flame and high velocity oxyfuel spraying are discussed. The key advantage of cold spray over thermal spray is the reduced heat input and absence of melting. This drastically changes the mechanisms in which coatings are formed and bonded to the substrate, thus material properties and particle velocity have a large influence on the mechanical and microstructural properties of the coating. Fundamental understanding of the cold spray process is the key to its rapid uptake into the industry.

This review was submitted as part of the 2018 Materials Literature Review Prize of the Institute of Materials, Minerals and Mining run by the Editorial Board of MST. Sponsorship of the prize by TWI Ltd is gratefully acknowledged.     

喷射成形超高碳钢的微观组织与工艺研究

通过喷射成形工艺制备超高碳钢材料可以极大地优化其微观组织，提高性能，但是如果喷射成形工艺参数控制有误，就可能使组织恶化，性能下降。本文通过分析喷射成形工艺制备超高碳钢材料过程中因为参数控制等原因出现的组织缺陷，探讨了产生组织缺陷的原因，并结合喷射工艺原理和喷射成形设备具体分析了喷射成形工艺过程中的参数控制，提出了改进工艺参数，消除材料组织缺陷的方法。     

直流非转移弧等离子喷枪中电弧的工作特性研究

利用计算机数值模拟技术，采用有限容积方法，针对自制的低能耗、高效率内送粉等离子喷涂设备，对喷枪内部电弧长度及其对流体特性的影响进行了分析研究。结果表明，通过增加进气流量和减少电流的大小，均使得等离子电弧长度增加，阳极弧根位置逐渐向下游移动，但是产生这两种现象的机理以及对气流温度和速度的影响是不同的。     

喷射成形锭材传热过程的数值模拟

通过把喷射沉积形状预测模型的计算结果实时传递到二维传热方程中 ,建立起喷射沉积锭材的计算机传热模型 ,可对不同工艺条件、不同时刻的沉积锭传热行为进行计算 ,可得到任何喷射工艺条件下、任何时刻沉积坯的温度分布及任何点的冷却曲线 .并得出以下结论 :沉积衬底预热有利于减少沉积坯初始阶段的不致密区 ;改变喷射沉积工艺时 ,沉积坯的温度分布随沉积坯形状的不同发生变化 .     

变极性等离子弧穿孔熔池受力及焊缝成形稳定性

通过YB005-01型压力变送器测定相同参数条件下正极性等离子电弧力大于反极性等离子电弧力,并建立了铝合金VPPA焊接穿孔熔池受力模型,分析了在不对称正、反极性等离子电弧力的作用下,穿孔溶池稳定性及其焊缝成形机理.同时进一步分析铝合金VPPA力学特性,掌握了焊接电流和离子气流量等重要焊接参数对其影响.经穿孔焊工艺实验,...     

结构材料喷射成形技术与雾化沉积高温合金

喷射成形是利用快速凝固方法直接制备金属材料坯料或半成品的先进材料制造技术 ,喷射沉积高温结构材料的冶金性能好、生产效率高、成本低 ,因而在近几年得到了迅速发展 .本项研究的主要目的是要通过喷射成形工艺参数的调整、最大限度地直接减少喷射成形坯中的孔隙度 ,进而得到优质坯料 .利用优化的雾化喷射沉积技术制备了多种高温合金沉积坯 ,沉积坯整体致密、晶粒细小、组织均匀、无宏观偏析、含气量低、力学性能提高 .还简要地比较了喷射成形高温合金与用常规铸锭冶金工艺和粉末冶金工艺制备高温合金的异同 ;总结了航空材料研究院喷射成形高温材料近年来的研究状况 ,包括专用高温材料喷射成形装置和技术及其应用 .     

Mechanism of Metal Transfer in DE-GMAW

Modification of conventional gas metal arc welding (GMAW) process is of great potential to achieve high productivity with low cost and strong usability.Double-Electrode GMAW (DE-GMAW) is such a modified arc welding process which is formed by adding a bypass torch (gas tungsten arc welding torch) to a conventional GMAW system.The mechanism of metal transfer in DE-GMAW was proposed and verified in this paper.Experiments show that the critical current is decreased so that spray transfer can be obtained at a lower current level in DE-GMAW.Analysis of this significant change in metal transfer phenomena is conducted, and explanation is given out.It is found that the bypass arc in DE-GMAW lifts the anode point on the droplets such that the electromagnetic force becomes larger and squeezes the droplets so that spray transfer can take place under welding current lower than that in conventional GMAW.