45钢激光硼合金化工艺优化及性能研究

为提高45钢表面硬度,采用CO2激光器在45钢表面进行激光硼合金化处理,通过正交试验方法优化激光硼合金化工艺,研究合金层的组织和性能。结果表明:45钢激光硼合金化的最佳工艺参数为激光功率4 k W,扫描速度8 mm/s,KBF4的质量分数3%;经该工艺处理后的合金化层分为合金层、过渡区;合金层厚度约为860μm,组织为Fe2B及少量α-Fe,表层组织形态呈胞状,次表层呈树枝状,平均硬度为1 350HV0.1;过渡区厚度约为100μm,硬度从1 350HV0.1到230HV0.1呈梯度分布。     

低碳钢表面Cr合金层的低温高能球磨制备

采用高能球磨机,利用机械合金化原理,在室温下于20钢表面制得 Cr 合金层。采用 SEM、EDS、XRD 和显微硬度测试等技术分析 Cr 层的显微形貌、组织结构及力学性能并初步探讨合金层的形成机理。结果表明。采用本实验工艺能在20钢表面形成界面结合良好且厚度为60～80μm的 Cr 合金层。显微硬度测试表明,合金层最大显微硬度值高达661HV0.1,是基体硬度值的3倍多。界面处的显微硬度呈现梯度变化,对合金层起到很好的缓冲和支撑作用。分析其机理可知,大量机械能的输入促进了粉末与基体的结合,加快了原子间的扩散,使得 Cr 合金层得以形成。     

基于硬度-弹性模量实测关系的镀层硬度数值模拟与优化

采用ANSAYS有限元法对材料的硬度进行直接数值模拟,输入参数中无硬度参量。利用纳米显微力学探针技术确定Ti6Al4V合金表面镀Ni层的硬度和弹性模量之间的定量关系,用材料弹性模量的变化来反应硬度的变化,以镀镍层在受压状态下的应力分布分析为例,实现ANSYS软件对材料硬度的有限元数值模拟,对Ti6Al4V合金表面镀Ni层的硬度和厚度进行优化设计。结果表明,对于钛合金表面电镀纳米镍工艺,镀镍层硬度不宜超过448HV0.05;当镀镍层的硬度为439HV0.05时,合适的镀镍层厚度为1.5mm左右。     

镁合金表面化学镀铜工艺

针对镁合金开发一种新的表面防护方法,即使用有机涂膜与化学镀铜的方法对合金表面进行防护。这种方法是先将有机涂层涂覆在镁合金表面,再对镁合金进行化学镀铜处理。当进行化学镀时,铜将沉积有机涂膜表面,有机涂膜作为中间层,使基体与铜层之间不能直接接触,避免了电偶腐蚀的发生。十字切割法表明涂膜与基体之间的结合力符合标准要求。SEM和X-ray证明化学镀后,试样表面沉积了致密的镀铜层。极化曲线测试结果表明经工艺处理过的试样的耐蚀性能优异,可对镁合金起到理想的防护作用。另外,此工艺以次磷酸钠代替甲醛为还原剂,避免污染环境。     

Ti- 6Al- 4V表面双层辉光离子渗Cr研究

利用双层辉光离子渗金属技术,在Ti-6Al-4V的表面渗入Cr元素,形成Ti-Cr阻燃合金层。系统地研究了温度、保温时间、源极电压、工件电压、极间距等工艺参数对渗层显微组织、成分及厚度的影响,得出了合理的工艺参数。870℃渗Cr 2 h,渗层厚度可达到60μm以上。阻燃合金层的成分呈梯度分布,显微组织为基体组织加少量弥散分布的Cr2Ti金属间化合物。初步阻燃试验证明,渗Cr合金层起到了预期的阻燃效果。     

一种基于人工神经网络模型的无铅无卤回流焊优化工艺

为优化大规模工业化应用的无铅无卤回流焊工艺参数,构建无铅无卤回流焊工艺优化神经网络模型,其中输入层参数为合金牌号、预热起始温度、预热终止温度、预热时间、焊接温度和焊接时间,输出层参数为焊点推拉力和表面绝缘电阻,进行模型的预测验证和工艺优化应用,并对优化后的合金焊点进行金相切片、推拉力试验、表面绝缘电阻等测试。结果表明:模型具有较高预测精度和较强工业实用价值,焊点推拉力相对训练误差为1.1%~2.6%、表面绝缘电阻相对训练误差为1.3%~3.5%;在神经网络模型预测的最佳工艺参数下,合金焊点的推拉力达30 N、表面绝缘电阻值达1012Ω。     

Ni-Co合金电铸工艺及性能研究

通过 Ni- Co合金的电铸工艺试验 ,考察了电铸工艺对电铸合金层中钴含量的影响 ,并对电铸层进行了硬度、应力测试。实验结果表明 ,随镀液中钴含量和电铸温度的升高 ,合金电铸层中钴含量升高 ;随阴极电流密度的增大 ,合金电铸层中钴含量降低。合金电铸层硬度随电铸层中钴含量增加而升高 ;随电铸层中钴含量升高 ,合金电铸层中拉应力减小 ,有向压应力转化的趋势     

铝表面激光熔覆硬质合金层的结合强度

在ＺＬ１０１合金上预先热喷涂一层Ｎｉ－Ｃｒ合金，采用１．５ｋＷ－ＣＯ２激光器进行表面重熔。通过结合强度测试，发现只有在适当的工艺条件下，才能在激光重熔后得到结合强度较高的熔覆硬质合金层。     

提高轻合金材料表面耐磨损性能的多层结构涂层

欧洲专利EPl548153中公布了意大利研究人员开发的可用于提高Al、Ng或Ti等轻合金材料表面耐磨损能力的多层结构涂层的制备方法。该工艺包括：1）采用热喷涂技术在材料表面沉积一层20～600μm厚的金属陶瓷涂层；2）采用研磨或热处理方法对材料表面进行精加工；3）再在第一层涂层表面采用气相沉积方法沉积一层1～10μm厚的氮化物层或碳涂层。第一层涂层一般采用其中分散有碳化物、氧化物或氮化物硬颗粒的金属基复合材料；     

SiC复合材料镀层的研究

研究了化学沉积SiC复合材料镀层的工艺与性能。试验结果表明,SiC微粒硬度高,显著地强化了镍磷合金基质,经350℃×1h处理,硬度达到最大值;SiC微粒的复合,增加了镍磷合金层的表面粗度,在摩擦过程中,SiC复合材料镀层具有较高的摩擦系数,但耐磨性能好,复合SiC微粒起到抗磨效果。     

挤压铸造对ZA27合金力学性能的影响研究

研究了挤压铸造对ＺＡ２７合金室温和高温力学性能的影响，结果表明，挤压铸造改善了ＺＡ２７合金的综合性能，特别是其强度指标提高时，塑性、韧性指标也同时提高，从而扩大了该合金的应用范围     

高强度变形铝合金半连续铸锭热裂纹的控制

采用半连续铸造工艺试制的高强度变形铝合金圆铸锭,热裂纹是常见的铸造缺陷。对热裂纹的形成原因和影响因素进行分析,并根据采取的措施,制定了合理的工艺流程。结果表明,通过调整合金成分、熔炼工艺和铸造制度,减少了铸锭的热裂纹倾向。     

铝合金电磁泵低压铸造技术

根据电磁泵原理开发了由电磁泵和保温炉组成的铝合金低压铸造装置，通过大量实验确定了流量、泵高与其影响因素的关系，并获得了可对该低压铸造装置铸造过程进行自动控制的数学模型，在自动控制下利用该装置进行实际浇注，效果良好。     

铝合金挤压铸造镶圈内冷活塞的研究

研究了铝合金挤压铸造镶圈内冷活塞,通过对铸铁耐磨镶圈、内冷油腔型芯的研制和活塞铝合金的熔炼、复合挤压铸造等工艺试验以及各阶段工艺过程检查和产品质量检验、寿命考核,所研制的活塞完全满足了大马力发动机验收技术条件的要求。410h单缸考核实验,耐磨寿命提高5～10倍,该活塞的挤压铸造及镶圈技术,成本低、工艺简单、可直接镶铸耐磨镶圈和成型内冷油腔,质量可靠,有较大的推广应用价值。     

某火炮挡筒装置结构改进研究

以多刚体动力学理论为基础,建立了开闩抽筒过程的动力学模型,借助多体动力学分析软件ADAMS,对抽筒过程进行了仿真计算,针对药筒在抽筒落地过程中的多次反弹现象提出了3种挡筒装置的改进方案.在不同工况下分别对不同方案进行仿真计算,对仿真结果进行比较,从中选出了最佳方案,为该机构的优化设计奠定了基础.     

耐蚀铸造镁合金的研究现状

综述不同合金元素对镁合金耐腐蚀性能的影响;分析不同熔炼净化工艺、热处理状态和组织形态对铸造镁合金耐蚀性能的影响;阐述铸造工艺对耐蚀性能的影响;介绍现有的铸造耐蚀镁合金材料并对其应用状况进行概括;对铸造耐蚀镁合金的未来发展趋势进行分析。     

熔铸装药过程缩孔缩松的预测及工艺优化

为研究熔铸工艺对药柱质量的影响,采用数值模拟方法预测了熔铸装药过程中药柱内缩孔、缩松的形成情况。模拟不同浇注温度下缩孔、缩松的大小,分析其形成原因,模拟弹体下部水冷+冒口弹体上部预热保温法对药柱缩孔、缩松的消除效果。结果表明:能够保证液体炸药充满药室的最低浇注温度为最佳,弹体下部水冷+冒口弹体上部预热保温法可以有效减少缩孔、缩松;当预热温度为80℃,能够完全消除药柱内的宏观缩孔、缩松缺陷。     

铸造工艺的数值模拟优化

为了研究和预测铸造工艺对铸件质量的影响,设置合理的军用汽车转向臂的铸造浇冒口系统和工艺参数。应用铸造模拟软件对转向臂的三种不同工艺方案进行凝固模拟,根据凝固模拟结果显示的缺陷及内部缩松情况,提出改进工艺方案并对其进行凝固模拟,选择最佳方案应用于生产。研究表明,3#是最合理的浇冒口布置方式,最优的浇注温度825℃,浇注时间15 s,采用水平分型。应用表明,铸造模拟软件能够准确地预测充型凝固过程中可能产生的缺陷,从而辅助工艺人员进行工艺优化。     

提高3Cr2W8V钢压铸模具寿命的热处理工艺研究

通过对３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢电机转子铝压铸模具失效原因的分析研究，提出了适合此模具正常服役的性能要求。在此基础上，试验了不同工艺处理后，试样的冲击韧性αＫ、断裂韧度ＫⅠＣ，结果表明，将新工艺和加碘气体氮碳共渗工艺应用于铝压铸模具，显著地提高了模具的寿命。     

铸造成型局部加压补缩控制系统设计和应用实例

在现有铸造技术的基础上采用局部延时加压补缩工艺,即对进入铸造模具型腔内的接近模具热节处的液态或半固态金属在完全凝固之前,局部施加较高的机械压力,使铸件热节处的周围尽量形成补缩通道,以提高凝固过程中补缩效果,然后凝固成型,完成整个铸造过程。该工艺可有效提高铸件热节处金属组织致密度和性能,克服现有铸造技术在铸件制造中厚大部位易产生缩孔和缩松缺陷的关键问题,并可以在铸件工艺设计中省略或部分省略冒口设置,提高了金属材料的利用率。