热处理对7075铝合金超声振动切削性能的影响

为研究热处理对航空铝合金7075超声振动切削性能的影响机理,用AdvantEdge有限元软件对O态、T6态、T73态合金进行切削模拟,分析应力场与温度场分布、切削力与切削温度的变化规律.结果表明:3种热处理态的7075铝合金在振动频率变化时,切削力和切削温度为T73>O>T6,趋势基本相同.振幅增大,3者切削温度和切深抗力Fy峰值的变化趋势相同,但主切削力Fx的峰值变化差异明显.通过对标试验验证了仿真结果的可靠性.     

超声振动切削加工技术的研究进展

综述近年来我国超声振动加工技术在超声振动装置、加工刀具和切削机理方面的一些研究成果,以及超声振动切削加工技术在难加工材料加工、深孔钻削、超声复合加工等方面的应用研究进展,并探讨了超声振动技术未来的发展方向与研究重点。     

超声振动切削对炸药模拟材料切削温度的影响

为了解超声振动切削对切削温度的影响,促进该技术在炸药机械加工领域中的应用,对HMX基高聚物粘结炸药(PBX)模拟材料进行了传统切削和超声振动切削的对比试验,测试了已加工表面和刀尖区域的切削温度分布,分析了超声振动切削对切削累积热的作用机制。结果显示:两种切削方式的切削温度均随切削速度、切削深度和进给量的增大而增加,且超声振动切削的增加量更大,给定切削参数下的最高切削温度为78.1℃,较传统切削高31.3℃。分析表明:超声振动切削的生成热低于传统切削,散失热高于传统切削,激振热量的累积是造成切削温度高于传统切削的关键原因;当激振热量大于、等于或小于散失热与生成热变化量之和时,切削温度较传统切削升高、不变或降低。     

振动切削技术的新发展

本文就有关振动切削的技术(?)及现状、从最近的研究成果中选出主要的几例加以说明、如对圆筒的超精密振动切削和超声波振动陶瓷工件的叠加振动切削,进行详细的说明。并展望了以脉冲切削力为特征的振动切削的未来发展,预言断续脉冲切削为波形的应用,对于今后陶瓷和玻璃纤维加强塑料(FRP)一类的精密切削来说势将成为下可缺少的一种手段。     

超声椭圆振动切削轨迹变化对表面形貌的影响

通过改变刀尖振幅和相位差,研究超声椭圆振动切削过程中刀尖轨迹变化的运动特性。分析椭圆振动切削轨迹形状和轨迹偏转变化对加工表面形貌的影响,建立椭圆振动切削轨迹变化切削方向残余高度模型;利用研制的导波传输超声椭圆振动切削装置,改变相位差实现椭圆振动切削轨迹精准控制,分析对其加工表面质量的影响。实验结果表明：椭圆振动切削轨迹变化同时引起的切削方向残余高度和刀具动态角变化是影响加工表面质量的重要因素;在超声椭圆振动切削加工中存在一个相位差值,对抑制毛刺和崩边、提高加工表面质量具有最佳的效果。     

7050铝合金切削力预测模型构建及切削参数优化

为弥补7050铝合金切削力预测模型的不足,通过切削参数正交实验,得出切削参数(铣削速度、切削深度和进给量)对切削力的影响规律;并利用Matlab7.0软件编写M文件及计算程序,得出切削力预测模型;最后,将切削参数代入预测模型进行验证。结果表明,所建模型能较好地应用于切削力预测。     

6061-O铝合金搅拌摩擦焊研究

采用搅拌摩擦焊(FSW)方法对6mm厚的6061-O铝合金板材进行对接,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析母材和焊接接头的显微组织和断口形貌,并测试其拉伸性能和显微硬度。结果表明:焊接速度v为300mm/min时,当搅拌头旋转速度n低于800r/min,6061-O铝合金FSW接头出现明显的未焊合缺陷;当转速提高到1200r/min,接头缺陷消失,接头拉伸性能与母材接近。在所选工艺参数下获得的FSW接头硬度均比母材高,最高点均出现在焊核区;断口分析表明,断裂均为韧性断裂,且位置均出现在远离接头的前进侧热影响区。     

高聚物粘结炸药模拟材料的超声振动切削试验研究

高聚物粘结炸药广泛运用于武器战斗部领域,由于其低拉伸强度使得传统切削方式加工炸药件时易出现脆性断裂等问题。超声振动切削目前已广泛运用于不包括炸药在内的玻璃、陶瓷及各类合金等难切削材料的加工中。研究中以高聚物粘结炸药模拟材料为试验对象,开展超声振动切削和传统切削的对比试验研究,结果表明超声振动切削可有效降低切削力,各向切削力的下降程度依次为主切削力>切深抗力>进给抗力,具体下降幅度范围为61.75%~67.98%、55.57%~65.56%和31.63%~42.29%;已加工表面的光学显微观测显示超声振动切削获得的表面无明显的切削纹理,同时较传统切削表面灰暗,表明该切削方式在一定程度上有利于缓解切削过程中刀具尖端与炸药材料之间的挤压行为,进而有望获得表面残余应力更小的加工表面,降低挤压生成热和出现切削意外时的风险。由于主切削力和切深抗力的大幅度下降,超声振动切削还可以增强细长杆、薄壁类炸药件的产品制造能力。     

随焊冲击对6061铝合金焊接接头性能影响

6061-T6高强铝合金板进行TIG焊接时,焊接热影响区存在明显过时效软化现象。为抑制这种焊接缺欠,用随焊旋转冲击法对焊接接头过时效软化区进行加载。针对接头性能进行显微组织、硬度及耐蚀性测试。结果表明：焊接接头过时效软化区经旋转冲击后,硬度由初始58.5HV升至71.2HV;随电压增加,冲击作用增强,硬度提高更明显。这主要是由于随焊旋转冲击产生的局部挤压、剪切综合作用,促进了新相沿晶粒边界生成,使接头软化区硬度上升,同时,耐蚀性也得到了改善。     

6061铝合金自修复MAO膜的制备与腐蚀行为研究

用硅酸盐体系电解液在6061铝合金表面制备自修复微弧氧化膜。用SEM、EDS分析氧化膜表面形貌和元素分布;用X射线衍射仪研究氧化膜的相组成;用盐雾试验研究膜层的腐蚀行为。结果表明:随反应总时间延长,氧化膜厚度逐渐增大,硬度先增后减;XRD和EDS显示氧化膜致密部位和裂纹修复部位的物相组成相同,主要以Al₂O₃和SiO₂为主的莫来石相;盐雾试验和试样腐蚀后的微观形貌表明基体腐蚀最先出现在裂纹处,而非放电孔洞位置。氧化30 min,再在质量分数为5%的NaCl中性盐雾腐蚀306 h,试样表面无明显腐蚀。     

6061铝合金与304不锈钢管磁脉冲连接实验研究

利用磁脉冲方法连接6061铝合金和304不锈钢异种金属,借助CT进行连接接头无损检测、SEM进行接头界面的微观形貌观察和元素分布的EDS分析。结果表明:在保证连接质量的前提下,结合处带槽的接头,采用低规范连接;两种材料的力学性能差异对结合面的形貌有显著影响;磁脉冲连接的异种材料,连接界面呈冶金结合。     

超声冲击对6082铝合金MIG焊接接头表层组织的影响

对6082铝合金MIG焊接接头进行超声冲击试验,借助光学显微镜、透射电子显微镜研究超声冲击对6082铝合金表层组织的影响。结果表明:当冲击电流和时间分别为1.0 A/2 min、1.0 A/5 min、1.5 A/2 min、1.5 A/5 min时,表面塑性变形层厚度分别为35、45、40、60μm,冲击参数为1.0 A/2 min时硬化层没有明显的冲击缺陷,其余3种参数冲击层均出现不同程度的缺陷;4种冲击参数下表层晶粒均有一定程度的细化,冲击参数为1.5 A/5 min时,最小晶粒尺寸可达200 nm左右。     

高应变率下6061铝合金力学性能及本构模型研究

为研究6061铝合金在高应变率下的力学性能,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置进行87组应变率为(2 000～3 400)s-1的动态压缩试验,得到应力-应变曲线。提取动态试验中试件的流动应力和塑性应变的最大值,揭示峰值应力-应变与应变率间的相关性,并根据6061铝合金的特性对Johnson-Cook本构模型进行修正。结果表明:在高应变率下,6061铝合金为应变率较敏感材料,应变率和峰值应力、应变率和峰值应变间的线性相关性较强,且修正后的JohnsonCook本构模型可以较准确地描述6061铝合金的力学性能。     

Ce对6061合金组织和性能的影响

以6061合金为研究对象,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验机和电化学工作站研究Ce含量对6061合金组织和性能的影响。结果表明:Ce对6061合金的显微组织、力学性能及耐蚀性均有一定的影响;当Ce的质量分数为0.2%时,合金的耐蚀性最佳;为0.3%时,6061合金中的晶粒细化效果达到最佳,抗拉强度提高18.4%,硬度提高14.9%。     

超声表面滚压对7075铝合金疲劳行为的影响

为探究超声表面滚压对7075铝合金疲劳行为的影响,采用超声表面轧制技术对7075铝合金试件精加工断面进行强化.用表面显微硬度测试仪、粗糙度测量仪、金相显微镜和X射线衍射应力分析仪等设备,对样品处理前后的表面粗糙度、金相、显微硬度、断裂形态和拉伸压缩疲劳性能进行分析.结果表明:超声强化后表面粗糙度从1.019μm降至0.136μm;表面显微硬度增至123.2HV0.2;表面残余应力增加-174.4 MPa,深度为1.75 mm;表层晶粒明显细化;中值疲劳寿命提高7.39倍;存活率取99.5％时,安全寿命提高5.65倍.由于表面粗糙度显著降低及更高的表面残余压应力,样品疲劳寿命显著改善.     

搅拌摩擦焊工艺参数对7050铝合金接头性能影响的研究

采用搅拌摩擦焊方法对7050铝合金进行焊接试验。结果表明：当旋转速度为800 r/min、焊接速度为200 mm/min,焊接接头性能最佳,其抗拉强度为455.87 MPa,达到母材强度的88.86%,伸长率为7.34%;接头中心部位是一区域宽约7 mm的高硬度区,其显微硬度为155HV左右,两侧是宽约为4 mm的低硬度区。焊缝截面形貌整体呈现倒圆锥形,包括4个清晰的区域。焊核区形成了粒度细小、形状饱满、晶界明显的等轴再结晶组织,晶粒平均直径在5μm左右：拉伸断口发生在焊缝后退侧的热影响区,为单一韧窝状,韧窝尺寸在5~10μm。     

Ce对空气电池用多元铝合金综合性能影响

向Al-5Zn-1Mg-0.1Ga-0.1Sn-0.05Mn母合金掺杂不同含量稀土Ce,通过金相分析、电化学测试及腐蚀形貌分析等研究合金在摩尔浓度为4 mol/L的NaOH溶液中的电化学性能。结果表明:当添加质量分数为0.3%的Ce时,合金晶粒最细小,第二相粒子分布细小均匀。Ce提高阳极活性,降低合金自腐蚀反应速率,合金的电化学性能最佳。添加Ce抑制合金在摩尔浓度为4 mol/L的NaOH溶液中的不均匀腐蚀,更趋于均匀腐蚀。Al-5Zn-1Mg-0.1Ga-0.1Sn-0.05Mn-0.3Ce具有最佳综合性能,适合作碱性电解质中铝-空气电池阳极合金。     

铸造铝合金电子束改性的组织与性能研究

利用电子束技术对添加不同合金化元素的铸造铝合金试样表面进行电子束改性试验研究。就电子束改性前后材料的显微组织、硬度进行分析 ,并对改性层做了磨损试验 ,探讨了改性层的强化机理。结果表明 ,电子束改性使普通铸造铝合金表面组织更加细化 ,并在合金化时出现许多非平衡组织 ,显著提高耐磨性