钛合金薄壁叶片喷丸变形的研究

目的 研究喷丸工艺对钛合金薄壁叶片变形的影响,找到解决喷丸变形的方法 .方法 对钛合金薄壁叶片进行喷丸强化,采用三坐标测定喷丸前后叶片的尺寸变化情况.结果 在喷丸强度和覆盖率一致的前提下,采用不同的路径对叶片进行喷丸后,叶片的变形趋势和变形量没有很大差异.叶片进行喷丸后,采用相同的喷丸强度对叶片进行二次喷丸,叶片几乎不发生变形,需要采用更高的喷丸强度进行二次喷丸才可以使叶片发生变形.在喷丸之前对叶片进行真空去应力,虽然叶片表面的残余应力有相应减少,但与不进行真空去应力的叶片相比,喷丸变形情况没有发生太大的改变.结论 可采用喷丸前预变形和喷丸校正的方法 解决喷丸变形的问题,使得叶片喷丸后的尺寸达到图纸的要求.     

预应力超声喷丸参数对板材弯曲曲率及球面变形的影响（英文）

采用弹性预应力超声喷丸成形技术解决自由超声喷丸成形中板材弯曲变形不充分及出现大球面变形的问题。通过对弹性预应力超声喷丸成形过程进行理论分析,研究弹性预弯力矩对弯曲变形的影响。为了定量描述喷丸过程中球面变形程度,定义球面变形系数。开展自由喷丸和弹性预应力喷丸实验,分析两种喷丸方式的区别,并研究喷丸成形参数对板材成形曲率及球面变形系数的影响。结果表明,弦向喷丸轨迹有利于提高板材展向弯曲变形、同时减小球面变形系数。大预弯曲率能增大展向弯曲变形,同时减小弦向变形,从而显著减小球面变形系数。大撞针速度、小板厚及小偏置距离均有利于提高展向弯曲变形;在预应力喷丸成形过程中,大撞针速度有利于减小球面变形,而板厚及偏置距离的变化对球面变形系数影响很小。综上,在预应力喷丸成形过程中,预弯曲率及喷丸轨迹是最重要的两个影响参数。本研究可为大厚度翼板类零件的预应力超声喷丸成形过程参数优化提供指导。     

航空弓形结构框喷丸强化变形计算及工艺规范建立

目的研究航空弓形结构框喷丸强化变形的力学理论、有限元模拟的预测方法,建立喷丸强化工艺规范,为国内航空工业中的喷丸工艺提供一定指导。方法首先利用有限元软件ABAQUS进行若干组不同喷丸速度的随机弹丸撞击模拟,创建与喷丸平均速度相关的喷丸诱导应力数据库,在此基础上,进行弓形结构框喷丸强化变形的理论预测和有限元仿真。在ABAQUS环境下开发一个快速模拟不同喷丸参数下弓形结构框喷丸强化变形的插件,实现各种不同类型的弓形结构框的自动前处理以及理论解和仿真解的给出。在以上研究的基础上,发展一套快速确定各类弓形结构框喷丸强化参数的工艺规范。结果针对某型号弓形结构框,在相同的喷丸参数下,理论计算的最大变形量为1.25 mm,有限元计算的最大变形量为1.13 mm,实验结果为1.8mm。结合计算预测和工艺规范,确定了喷丸矫形区域及参数,最终弓形结构框的变形为0.15 mm,满足精度要求,验证了计算预测与规范的有效性。结论分析认为,建立的理论预测方法和有限元方法可以快速准确地预测弓形结构框喷丸强化变形结果。本研究对于国内航空工业中弓形结构框喷丸强化变形的快速仿真以及理论预测具有较大的工程价值。     

冷喷涂制备钛及钛合金涂层研究进展

冷喷涂过程的低温特性决定了其适合制备氧化敏感性的 Ti 及 Ti 合金涂层,由于 Ti 金属的难变形性,使得很难得到高质量的冷喷涂涂层。 国内外学者对冷喷涂制备 Ti 及 Ti 合金涂层开展了初步研究工作。 文中在大量文献分析的基础上对冷喷涂制备 Ti 及 Ti 合金涂层组织调控手段进行了分类总结。 目前,对冷喷钛及钛合金涂层的调控手段主要集中在喷涂参数、粉末状态、基体状态和喷嘴等 4 个方面。 除此之外,一些新兴的技术如原位喷丸辅助技术、温喷涂技术也被证明是一种有效的增强难变形粒子变形的技术。 未来对冷喷涂 Ti 及 Ti 合金涂层的研究既要注重冷喷涂工艺本身,又要加强与其他加工技术的融合。     

ITER级CuCrZr合金高能喷丸后的组织与强化机制

用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度仪对经喷丸处理的Cu-0.8Cr-0.1Zr合金进行组织结构分析和硬化效果的测试,并在此基础上探讨了合金喷丸强化机制。结果表明,合金喷丸后在距表层300μm深度内形成了剧烈变形层和变形层两种不同变形程度的区域。其中剧烈变形层内位错密度较高,并形成位错胞亚结构和孪晶亚结构。随喷丸时间的增加,剧烈变形层晶粒尺寸可细化至80nm,表层HV硬度达到1.99GPa,较未变形试样提高1倍以上。合金的喷丸强化机制为细晶强化和应变硬化,而应变硬化的贡献大于细晶强化。     

预应力对喷丸成形的影响

对预应力喷丸成形进行了试验研究,指出预应力可以改变其对应的预变形与预应力喷丸变形之间的大小关系,在以改善喷丸型面纵向直线度为主要目的的预应力喷丸成形中,预应变取值051000～11000较为适宜。     

微小弧度壁板零件喷丸工艺研究

以微小弧度壁板零件为研究对象,提出喷丸强化和喷丸成形同时进行的方法,解决了先喷丸成形后喷丸强化导致零件产生变形、先喷丸强化后喷丸成形导致成形困难的问题。所采用的喷丸工艺方法,适用于有喷丸强化要求并需要成形出微小弧度的壁板零件。     

弯扭复合变形整体壁板喷丸成形工艺研究

为了获得实用的机翼整体壁板喷丸成形工艺数据,建立了喷丸成形板件的弯曲半径、弦向型面波浪度和展向母线直线度与成形工艺参数之间的关系,分析了弹丸速度、喷丸条带间距、试件厚度、施加的预应力等主要工艺参数对具有弯扭复合变形的整体壁板零件喷丸成形的影响规律;针对喷丸成形的球面变形现象,介绍了几种克服这一问题的技术措施,如条带喷丸、预应力喷丸等.研究表明,改变喷丸条带的间距及毛坯板料的厚度对试件弦向型面波浪度及展向母线直线度的影响效果相反;提高弹丸速度将增加喷丸成形的曲率,但在较高转速下提高叶轮转速对增加试件的变形程度影响不大;预应力喷丸成形方式是增加壁板弦向弯曲曲率及改善展向母线直线度的有效措施.     

喷丸强化对TC4-DT钛合金组织性能的影响

研究了喷丸强化对TC4-DT钛合金材料组织的强化效果;采用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜分析材料喷丸强化层.分析研究了喷丸强化处理前后的显微硬度和表面粗糙度.结果表明,随喷丸强度增大,材料表面塑性变形程度增大,喷丸强化表层有大量高密度位错和变形带;硬度和粗糙度都随喷丸强度的增加而增大.     

超声喷丸处理矫正5A06铝合金焊接结构失稳变形（英文）

提出利用超声喷丸处理(USPT)矫正焊接失稳变形的方法。应用X射线衍射仪测量喷丸区域厚度方向的残余应力分布。应用扫描电镜(SEM)分析USPT处理后试样的显微结构。测量了超声喷丸处理之前焊接接头不同区域和喷丸处理之后焊缝厚度方向的显微维氏硬度。试验结果表明5A06铝合金对接接头的焊接失稳变形经超声喷丸处理后基本得到矫正,平均矫正率达到90.8%。而且由于加工硬化,超声喷丸处理使试样得到强化。喷丸区域的显微结构得到改善并且析出物和晶粒的分布呈现明显的取向性。     

基于离散元分析的抛丸器弹丸运动过程仿真

为了研究弹丸在抛丸器内运动对抛丸器的作用机理,以离散元为方法,建立了抛丸器离散元模型。以三维离散元软件EDEM为手段,对弹丸的运动过程进行宏观分析,通过模拟动态的展示了弹丸在抛丸器内运动的宏观规律。分析了弹丸运动过程的能量变化规律,以不同的分丸轮速度模拟测试弹丸的平均速度,发现分丸轮转速对弹丸平均速度的变化影响显著。     

板状铸铁件抛丸清理变形研究

研究了正时齿轮室盖抛丸清理变形问题，提出了抛丸使铸铁件变形的锻延机理，给出了抛九清理变形公式。可供板状铸铁件抛九清理工艺设计时参考。     

喷丸成形及强化对2024HDT-T351板材疲劳特性的影响

目的获得喷丸成形及喷丸强化工艺对2024HDT-T351板材疲劳特性的影响规律。方法设计了一种不传载的含紧固件单细节结构疲劳品质试验件,各组试验件相同,变化各组的喷丸参数,进行了试验基准组、喷丸强化组和4种不同参数喷丸成形组、4种不同参数喷丸成形后喷丸强化组的疲劳试验。结果通过疲劳试验和数据处理,获得了各组的疲劳性能、细节疲劳额定值和在相应应力水平下的疲劳寿命。试验结果表明,所有组的细节疲劳额定值均高于试验基准组,其中喷丸强化试验组的疲劳性能提高了24%,喷丸成形试验组的疲劳性能提高了9%~13%,喷丸成形后喷丸强化试验组的疲劳性能提高了9%~24%。结论给出了2024HDT-T351板材喷丸成形及强化疲劳分析合金和表面处理系数B。2024HDT-T351铝合金板材经喷丸强化后、经大弹丸喷丸成形后和经大弹丸喷丸成形后喷丸强化,疲劳分析时合金和表面处理系数B可保守取1.2、1.05、1.05。     

压铸模具表面强化处理

以一款节流阀体压铸模为例,介绍了压铸模在使用过程中的表面强化处理方法,如冷焊涂覆、喷丸、离子氮化等.生产实践证明,这套方法可以大幅度减少铸件的粘模拉伤,提高模具的使用寿命.     

带钢表面氧化层湿式抛丸清理技术

目前绝大部分钢铁公司带钢表面氧化层的清理主要通过酸洗工艺或干式抛丸设备,然而这些表面处理工艺存在污染环境,过酸洗,灰尘、弹丸分离效果差,带钢表面划痕明显等问题。文中分析、整合了抛丸和喷丸技术的环境污染小,带钢表面无划痕,抛丸参数可控、易调节,不会过清理等优点,在常规抛丸设备中引入水系统,提出了一种湿式抛丸处理工艺,开发了一台湿式抛丸设备。通过PLC及触摸屏人机控制,完成了抛丸设备抛丸器,带钢移动小车,斗式提升机等不同部件的协调运动。利用有限元软件ANSYS/LSDYNA进行动力学仿真,分析并优化了抛丸参数对带钢表面性能的影响关系。试验表明,湿式抛丸可以有效清除带钢表面氧化层,并且与酸洗和干式抛丸相比,有一定的优越性。     

自动铸造生产线上的抛丸机(一)——转子履带抛丸机开发研究

在已经有近一个世纪使用历史的普通履带抛丸机的基础上，开发成功能用于自动铸造生产线上的转子履带抛丸机专利产品，并介绍其原理、结构、性能和参数。     

Q6945钢板抛丸除锈清理设备的开发与研制

主要介绍钢板预处理流水线中关键部分抛丸主机的工作原理、结构特点和适用范围。与国内现在使用的钢板预处理抛丸设备相,比该设备具有钢丸循环输送能力大、抛丸器量大、钢丸与氧化皮及铁锈的分离效率高、噪音以及粉尘排放浓度低等优点,因此具有很高的抛丸质量和生产率。     

机械化装卸料自动抛丸滚筒

Q3110和Q3113抛丸清理滚筒以使用寿命长而著称,然而其手工装卸料,不能用于流水作业线上,针对这一问题,经过多年的研究,设计出了能适应多品种生产流水作业线上的机械化装卸料自动抛丸清理滚筒,介绍了机械化装卸料自动抛丸滚筒的结构特点与性能,并与履带抛丸清理机进行了比较。     

喷丸过程中喷嘴移速对颗粒分布的影响

目的探究喷丸过程中颗粒在靶材上的分布特性及喷嘴移动速度带来的影响。方法利用FLUENT对定点喷丸过程进行CFD仿真,获得定点喷打时颗粒在靶材上的位置,然后再使用MATLAB对定点喷打的颗粒结果进行叠加处理,以此模拟连续喷丸过程。首先进行平面喷打模拟,分析喷嘴速度对颗粒分布的影响。通过添加颗粒查询方法可对旋转喷丸过程进行模拟,以方型柱体为例进行转动喷打,并优化转动速度。结果喷嘴匀速平移时,在喷嘴路径方向上的颗粒分布密度恒定,该密度值与移动速度呈反比;变速平移时,在喷嘴路径方向上的颗粒分布密度与喷嘴扫掠截面和喷嘴移动速度相关,且喷嘴扫掠截面越小,颗粒分布密度与运动速度越接近反比,并利用数学模型验证了方法的可靠性;旋转喷打时,针对方型柱体靶材,匀速转动喷打的颗粒分布密度呈起伏变化,通过优化转动速度得到大幅改善,可节约24.2%的喷丸时间与颗粒使用量。结论采用FLUENT与MATLAB结合的方式,可对连续喷丸过程中靶材上的颗粒分布进行合理描述。匀速平移喷打时,颗粒分布密度与移速呈反比;变速平移喷打时,颗粒分布密度与移速呈负相关,靠近反比关系;变速转动喷打时,合理的变速转动喷打较匀速转动喷打拥有更好的颗粒分布均匀度,可大幅缩减颗粒使用量,并提高喷丸效率与喷丸质量。     

Metal particle deposition stimulation by surface abrasive treatment in gas dynamic spraying

Processes of supersonic blasting for producing thin metal coatings and of cold spray for producing thick coatings by solid metal particle jets are based on the particle plastic deformation. Extensive plastic deformation of accelerated metal particles at the surface roughness was observed. The possibility of stimulation of metal particle deposition by the substrate and coating blasting by ceramic particles was experimentally confirmed. The process of thick coating creation by the mixed metal-ceramic powder supersonic jet is presented.