阳极氧化层变色现象的工艺研究

铝及铝合金阳极氧化层为均匀连续的多孔结构膜层,具有较强的吸附作用。在生产过程中,零件表面阳极氧化层出现了局部发红、发黄现象,为找准原因,对生产工序过程进行排查定位,针对排查到引起发红、发黄的因素,进行了相关的试验和验证。研究发现,产品生产中沾染的污染物HY914胶液遇TNT粉尘发生变红显色反应,且阳极氧化层在半封闭高温高湿环境下,遇TNT粉尘出现了吸湿发黄现象。针对2种不同变色现象,开展了机理分析和研究,根据实际生产情况,在接触TNT粉尘的工序对零件阳极氧化层做好防护,大大降低了阳极氧化层的变色概率,对于局部变色部位使用专用的清洗剂清洗,可解决或减轻该系列产品变色问题。     

基于熔融沉积成型技术的熔铸炸药增材制造装置研发与应用

为了满足高新武器装备对复杂异型异质结构炸药装药的迫切需求,基于熔融沉积成型技术,利用熔铸炸药高温熔融、低温凝固的性质,设计并研发了熔铸炸药增材制造装置。该装置可实现配方原材料加料、熔融混合、挤出成型全流程的自动化操作,同时还配备有视频/红外在线监测系统,确保打印过程的安全控制。以石蜡、热熔胶、碳酸钙为配方原料,配制出与HMX/TNT基熔铸炸药流变特性相似的代料,验证了增材制造装置的可靠性;通过开展熔铸炸药真料打印试验,成功实现了超细HMX/TNT(HMX固含量为50%)基熔铸炸药打印成型,打印药柱内部密实,无明显缩孔、缺陷;打印样品平均表面粗糙度为6.47μm;打印样品平均密度为1.76 g/cm³,达到98.79%TMD;平均抗压强度达33.69 MPa,综合性能优异。     

预氧化温度对Ni-15Cr-5Al-5Si合金抗高温循环氧化性能的影响

采用粉末冶金方法制备Ni-15Cr-5Al-5Si(质量分数/%)合金,经不同温度(500,700,900,1 100℃)预氧化处理后,在1 100℃进行了循环氧化试验,研究了预氧化温度对该合金抗高温(1 100℃)循环氧化性能的影响,并与未添加硅的Ni-15Cr-5Al合金进行了对比。结果表明:Ni-15Cr-5Al-5Si合金的抗高温循环氧化性能显著优于Ni-15Cr-5Al合金的;预氧化处理可以提高合金的抗高温循环氧化性能,随预氧化温度的升高,抗高温循环氧化性能提高,但提高效果不明显。     

一种高压电磁阀低温环境下O形圈密封性能优化

某型号高压电磁阀外密封采用氟醚橡胶O形圈与挡圈组合的密封结构，在高温和常温情况下密封正常，低温时受零件收缩等情况的影响，容易出现泄漏，在低温-50℃时泄漏严重。对该问题进行研究，分析造成低温泄漏的根本原因，并进行了相应的优化及试验验证，有效解决了该问题，提高了产品可靠性。     

热处理对铝合金表面化学镀镍镀层性能影响

针对铝合金表面化学镀镍层结合力和耐蚀性差的问题,采用热处理方法提高镀层结合力和耐蚀性.高低温试验后用划痕法检测结合力强度,运用盐雾试验检测耐蚀性.通过对比试验和结果分析表明：热处理温度和时间对镀层性能存在交互作用;经过150℃、1.5h热处理,镀层与基体结合力最好,80h高、低温试验（高温105℃,低温-55℃）后,镀层结合力强度为48.7MPa;镀层经过150℃、1h热处理,镀层耐蚀性最好,96h盐雾试验后,外观无白斑、起泡、脱皮等腐蚀现象.     

星地两用光学表面污染检测装置

针对光通信终端的光学表面污染,研制了10 MHz镀铝石英晶体微天平(QCM),用于实时检测真空试验中的污染量以保证光通信的可靠性。该装置通过引入参考晶体消除环境因素的影响,并降低对其控温精度的要求,其理论质量灵敏度可达10-9g/cm2。经过绝对标定实验后,其实际质量灵敏度为10-8g/cm2,满足应用需求,且成本低,实用性好,可用于星上或地面污染检测。文中依据不同的污染源工作温度,分别在32℃高温恒温段,32℃~-27℃降温段,低温保持段及-2℃~32℃升温段进行了污染沉积量的检测。结果表明:在试验初期的高温恒温段,污染源与敏感表面温差高于0℃,15.75h内单位面积污染沉积量为1.68×10-4g/cm2;在低温保持段,温差一直低于-22℃,23.37h内单位面积污染解吸附量为1.08×10-4g/cm2;真空试验的总污染沉积量为2.7×10-5 g/cm2。得到的结果证实了该QCM用于污染量检测的有效性。文中还初步分析了真空试验下的污染沉积过程,为光学表面污染的预估与防护提供了依据。     

铍对Al-34%Mg共晶合金高温氧化行为的影响

为提高铝镁合金的高温抗氧化性能,以合金化的方式在Al-34%Mg共晶合金中添加不同含量的铍元素,将所得合金分别于空气中在420℃进行准连续恒温氧化试验和从470℃到室温循环氧化试验,对其氧化行为进行了研究.结果表明:加入微量(≥0.01%)铍能提高共晶合金在固、液态时的高温抗氧化能力,并能改善氧化层的粘附性与自愈能力;含有BeO的氧化膜大大降低了合金表面氧化物的生长速度.     

高低温环境对丁腈橡胶O形圈密封性能的影响

针对某产品进行高低温工作试验时密封出现的泄漏问题,对该产品采用的密封材料丁腈橡胶进行高、低温环境下的低温性能研究。通过随产品试验、高温试验、低温试验、高低温交变试验及耐介质试验,检测丁腈橡胶的压缩耐寒系数,以耐寒系数的变化来探究高、低温对橡胶材料性能的影响。结果表明:高低温交变循环、高温老化都会造成丁腈胶料低温性能下降,影响其密封性;而低温环境对丁腈橡胶的低温性能基本没有影响,但密封性降低。研究表明,丁腈橡胶作为密封材料不能满足该产品的密封要求,因而导致了泄漏。     

重型燃气轮机透平叶片热障涂层的高温氧化寿命预测

采用大气等离子喷涂技术在DZ411合金基体上制备ZrO₂-8Y₂O₃(质量分数/%)热障涂层,研究了热障涂层的高温氧化性能和氧化后的截面微观形貌,建立了高温氧化寿命预测模型并进行了试验验证。结果表明：在940,1 030℃下氧化时,热障涂层的氧化质量增加Δm和热生长氧化物层厚度均呈抛物线增长规律;热障涂层在1 030℃下的Δm增大速率较940℃下高;建立的热障涂层高温氧化寿命预测模型预测的热生长氧化物层厚度值与试验结果相比在±2倍的分散带内,说明建立的寿命模型及分析方法能较好地预测热障涂层的高温氧化寿命。     

高温涂层吹氧管的应用

我厂在1.5t碱性电弧炉炼钢操作中,使用了高温涂层吹氧管。采用镁铝耐火材料涂敷在钢管的表面,经加工而成,涂层厚度大于2mm。具有耐1800℃以上高温熔蚀性能,涂层与钢管粘结强度高,不怕碰撞(在1m高水平自由落地不脱层);具有高度防潮性能(产品在常温下浸泡在水中24h不脱层)。 我厂在电炉炼钢、吹氧助熔及氧化脱碳中使用高     

预氧化温度对Ni-20Cr-5Al-0.2Y_2O_3合金抗高温循环氧化性能的影响

通过粉末冶金方法制备了Ni-20Cr-5Al和Ni-20Cr-5Al-0.2Y_2O_3(质量分数/%,下同)合金,将Ni-20Cr-5Al-0.2Y_2O_3合金在不同温度(500~1 100℃)进行预氧化处理,然后将未预氧化及预氧化合金在1 150℃下循环氧化15h,研究了Y_2O_3的添加和不同预氧化温度对合金抗高温循环氧化性能的影响。结果表明:添加0.2%Y_2O_3后提高了Ni-20Cr-5Al合金的抗高温循环氧化性能;预氧化可以有效提高Ni-20Cr-5Al-0.2Y_2O_3合金的抗高温循环氧化性能,其中预氧化温度为700℃的合金有最优的抗高温循环氧化性能,其原因是经过预氧化处理的合金表面形成了致密的保护性氧化膜,阻止了氧化的进一步进行。     

激光熔覆原位自生Ti-Al-Si复合涂层的微观组织和高温抗氧化性能

为提高钛合金的高温抗氧化性能,采用激光熔覆原位自生技术,在TC4钛合金表面自行设计并制备了原子百分比为Ti∶Al∶Si=41∶41∶18和Ti∶Al∶Si=35∶35∶30的两种涂层。通过XRD、OM、SEM表征了涂层的微观组织和物相组成;借助管式电阻炉测试了涂层和基体试样在800℃×24h×5次循环氧化条件下的高温抗氧化性能;结合氧化增重和氧化动力学曲线分析了涂层的高温抗氧化机理。结果表明,涂层主要由Ti5Si3、Ti7Al5Si12、Ti3Al、TiAl和TiAl3等物相组成。涂层中没有出现一般激光熔覆所产生的外延生长柱状晶组织,全部为细小等轴晶。在800℃×24h×5次循环氧化条件下,TC4基材单位面积的氧化增重约为35.1mg·cm-2,涂层的约为2.8mg·cm-2和3.3mg·cm-2。两种涂层的高温抗氧化性能较钛合金基材分别提高了12.5倍和10.6倍。激光熔覆原位自生Ti-Al-Si复合涂层能明显改善TC4钛合金的高温抗氧化性能。涂层抗氧化性改善的机理,一方面是表面生成了连续致密的TiO2、Al2O3、SiO2氧化层,阻碍了氧扩散;另一方面是提高了氧化层的黏附性,使氧化层不易从涂层表面剥落,对涂层未氧化部分起到了很好的保护作用。     

环境温度对乘用车轮毂轴承摩擦能耗的影响试验研究

轮毂轴承是汽车底盘车轮上重要的零部件，为了降低汽车单位里程油耗或电耗，对在行车过程中环境温度对车轮轮毂轴承摩擦力矩和摩擦能耗的影响进行了研究。首先，给出了2种轮毂轴承摩擦力矩理论计算公式，提出了轮毂轴承摩擦能耗试验评估计算方法；然后，根据公式及相关原理对环境温度影响轮毂轴承摩擦能耗进行了理论分析，得出了初步结论；最后，利用目前国际最先进的轮毂轴承摩擦力矩及能耗试验设备，设置了特定路谱试验程序，按照恒定车速、中国路谱轻型汽车循环乘客试验(CLTC-P)和欧洲路谱新标欧洲循环测试(NEDC)试验条件，分别在不同的温度环境下进行了试验验证。研究结果表明：汽车在恒定车速下行驶，环境温度越高，轮毂轴承摩擦力矩越小，在40℃高温环境下，轮毂轴承摩擦力矩比-20℃低温下的摩擦力矩降低了约50%;汽车无论是按照CLTC-P路谱还是NEDC路谱行驶，环境温度越高，轮毂轴承摩擦能耗越小，在40℃高温环境下，轮毂轴承摩擦能耗比-20℃低温下的摩擦能耗降低了约60%,这也是汽车在冬天时单位里程油耗或电耗比夏天高的原因之一。     

钼基体上钼-硅-氮涂层的制备与高温抗氧化性能

采用氨解渗氮法和熔盐渗硅法在钼基体上制备了钼-硅-氮涂层,利用SEM、XRD研究了涂层的微观结构、元素分布及物相组成,并分析了其在1 600℃的抗高温氧化性能。结果表明:钼基体上的钼-硅-氮涂层由MoSi2和Si3N4相组成,高温氧化时表面可形成致密的SiO2膜,在1 600℃循环氧化寿命达48h。     

NC压缩机系列的高温高湿高原和低温试验

NC压缩机系列是一种具有特殊要求的军用压缩机系列产品,它不但对压缩机的排气量、压力、含湿量、含油量、含尘量等有严格的要求,同时,还要求做高温（+45℃）、高湿（95％±3％）、高原（海拔2000米）和低温（- 40℃）的野外环境条件试验,以考核其产品在特定使用条件下吸附器的工作能力、动力匹配情况和压缩机工作的可靠性与适应性。     

金属Fe对50-1-4Ф航空润滑油高温氧化的影响

为研究高温下金属部件中的铁对航空润滑油高温氧化的影响,用高温氧化釜分别模拟50-1-4Ф航空润滑油在含铁片和不含铁片情况下的高温氧化过程,观察油样的颜色、黏度、酸值的变化,用压力差示扫描量热法测量其氧化诱导期。结果表明,高温氧化对50-1-4Ф航空润滑油高温黏度影响较小,对低温黏度、酸值和氧化诱导期影响明显;铁对该航空润滑油的酸值和氧化诱导期影响较大,含铁的油样酸值和氧化诱导期的变化幅度是不含铁油样的数倍;铁在较高的氧化温度下(250、300℃)对黏度影响明显,但在较低的氧化温度下(180、200℃)对黏度影响小。     

高温时间相关单多轴疲劳损伤模型

针对高温疲劳中蠕变和氧化因素的影响,提出高温循环加载下时间相关疲劳损伤模型.根据材料高温疲劳微观观察和疲劳过程,充分考虑拉压应变率和循环周期不同而造成的不同损伤,提出高温影响折算时间的计算方法.结合损伤理论和高温对疲劳损伤的影响,把无保载时间的高温疲劳损伤分为纯疲劳损伤、时间相关损伤和交互损伤,损伤模型经高温2.25Cr-1Mo钢单多轴疲劳试验验证,结果表明,误差在两个因子之内.     

汽车零部件常用环境试验条件研究

分析了高温存储试验、温湿度存储试验和温度循环试验的试验机制,分别应用阿伦尼斯模型、劳森-温湿度模型和科芬-曼森模型,同时结合产品的设计要求,计算出各试验的试验条件.利用各环境试验对应的寿命模型,可以完成试验时间计算,且能在不改变失效机制的前提下根据时间要求计算出所需的试验温度,从而实现产品可靠性的精准验证,缩短研发时间...     

柴油机活塞阳极氧化对结构可靠性的影响

为了探究氧化层对活塞结构可靠性的影响,以柴油机铝质活塞为研究对象建立活塞三维模型,结合试验数据对活塞温度场、热应力场和热机耦合场进行有限元模拟计算和对比分析。分析结果表明,在最大负荷工况下,阳极氧化的铝基体活塞最高温度和最大热应力较原始活塞分别下降6.58℃和14.1MPa;阳极氧化区域产生了拉应力。因此,在设计中,原始活塞顶面受压应力的区域应覆盖氧化层以平衡压应力,在原始活塞顶面受拉应力的区域应不覆盖氧化层以避免增大拉应力。活塞顶面应力状态得到改善后可以减少顶面裂纹产生,提高活塞的使用寿命。     

纯电动汽车动力电池自然冷却的电池热管理系统研究

通过研究纯电动汽车动力电池自然冷却的电池热管理系统,掌握电池在高温环境中(40℃)充放电的性能和低温环境中(-30℃)的加热性能,使动力电池系统的工作温度可以满足整车的正常充放电,增加动力电池系统的循环寿命,为自然冷却形式的电动汽车动力电池热管理系统的设计提供了一种新思路和新方法。