激光选区熔化成形TC4的电解质等离子抛光工艺与性能

利用PEP200电解质等离子抛光(PEP)设备研究了工艺参数对激光选区熔化成形TC4表面处理效果的影响。设计溶液温度、抛光电压和浸入深度对表面质量及抛光效率影响的实验,并通过对复杂零件PEP验证最佳工艺参数选择的合理性,设置电解液浓度为4%(质量分数),抛光时间为15 min。通过粗糙度仪、光学显微镜(OM)、共聚焦显微镜和扫描电子显微镜(SEM)等对样件表面粗糙度(R_a)、表面形貌、三维轮廓及元素成分进行测试。结果表明,使用PEP降低激光选区熔化成形TC4零件表面粗糙度的最佳工艺参数为：抛光电压为280 V,溶液温度为90℃,浸入深度为40 mm;材料去除率的最佳工艺参数为：抛光电压为280 V,溶液温度为80℃,浸入深度为20 mm。R_a最低可降至1.906μm,材料去除率最高可达5.98μm·min^-1。复杂TC4零件整体光泽度实测可达253 GU,R_a从9.534μm下降到1.987μm,下降率达79.16%。SEM图像显示,PEP处理后TC4零件表面由喷砂冲击所造成的大量撕裂纹完全去除。三...     

超声辅助磨削碳纤维复合材料的工艺试验研究

对碳纤维复合材料的超声辅助磨削工艺特性进行试验研究,首先进行超声振幅与工件表面质量影响关系的单因素试验,然后对工具粒度、进给速度、磨削深度和主轴转速与工件表面质量的影响关系进行正交试验分析,最后对优化的加工参数进行试验验证。采用优化的工艺参数组合进行树脂基碳纤维复合材料加工,显著提高了工件的表面质量。     

细长锆管表面磁力研磨高精光整参数优化研究

利用磁力研磨技术提高具有细长特征的锆管表面质量,探究磨料粒径、主轴转速、进给速率等磁力研磨工艺参数对锆管表面质量的影响规律,最终获得磁力研磨加工细长锆管的关键参数组合.采用三维轮廓仪、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)分析加工前后锆管表面三维形貌、显微截面及成分变化特征,借助残余应力检测仪(LXRD)探究锆管表面加工前...     

钼合金钻孔加工中钻削轴向力实验研究

对钼合金钻孔过程中不同钻削参数下的钻削轴向力和钻削扭矩进行了实验测量,并对进给速度和主轴转速对钻削轴向力和钻削扭矩的影响进行了分析。结果表明:当进给速度一定而主轴转速变化时,钻削轴向力随钻削速度增加而略有减小,钻削扭矩随主轴转速增加而减小。当主轴转速一定而仅进给速度变化时,钻削轴向力和钻削扭矩均随进给速度增加而增加,进给速度的变化对钻削轴向力和钻削扭矩的影响要比主轴转速变化的影响更显著。     

固结磨料切割Φ200 mm硅单晶表面损伤研究

研究电镀刚石线在多线切割过程中对半导体硅材料的去除机制与表面损伤情况，在不同的钢线速度下对Φ200 mm硅单晶进行切割实验，并对切割的试样与切屑进行扫描电镜（SEM）测试，观察试样的表面形貌和切屑的形貌，分析半导体硅材料的去除机制与硅片表面不同位置的粗糙度及损伤深度。结果表明：电镀金刚石线切割硅晶体时，线速度越高，进给速度越小，硅晶体材料越容易以塑性方式加工；固结磨料切割后的硅片表面，沿着工作台进给方向，表面粗糙度先增大再减小，硅片中间位置粗糙度最大。钢线入线位置的损伤层最深，且随着切割深度的增加，表面损伤层深度逐渐减小；沿着钢线往复运动的方向，两侧边缘位置粗糙度比中间小，钢线前进侧损伤层深度比回线侧深；进给速度一定时，硅片相同位置表面损伤层深度随着钢线速度的减小而增大。切割后的硅片表面由于局部切削热应力分布不均匀导致有微裂纹产生，相同进给速度时，线速度越高，切割后硅片相同位置表面微裂纹越窄，反之表面微裂纹越宽。     

7075铝合金过渡端框电弧增材-旋转摩擦复合制造

研究了电弧增材制造(WAAM)工艺参数、旋转摩擦加工(RFP)转速对7075铝合金堆积气孔率的影响，以及时效处理温度对堆积金属组织与性能的影响，采用优化的电弧增材制造工艺参数、旋转摩擦加工转速与时效温度，进行大型7075铝合金运载火箭过渡端框架的电弧增材-旋转摩擦复合制造及热处理强化。结果表明：保护气流量较高时引起的气体紊流现象会降低保护效果，增大堆积气孔倾向；提高负极性模数可增强丝材阴极雾化，有效清除氧化膜，减少熔池中[H]含量以降低堆积金属气孔率。通过二次回归通用旋转组合实验优化出电弧增材制造工艺为：保护气流量20 L·min^-1，负极性模数9，电弧枪行进速度592 mm·min^-1，送丝速度7.2 m·min^-1；该工艺下堆积金属成形良好，气孔率为7.03%。旋转摩擦加工通过引起7075铝合金堆积金属塑性变形及动态再结晶消除气孔，优化出1800 r·min^-1加工转速使堆积金属气孔率进一步降低至4.32%。对堆积金属进行高于120℃的时效热处理易导致α-Al晶粒与η-MgZn2相粗化，降低堆积...     

前驱体煅烧法制备CeO2颗粒及其抛光性能的研究

以Ce(OH)₃为前驱体,采用前驱体煅烧法制备CeO₂抛光粉。通过调节煅烧温度、升温速率和保温时间获得的具有不同比表面积的CeO₂颗粒样品,将样品球磨破碎,制备出中位粒径为(1.0±0.1)μm的CeO₂抛光液。通过分析CeO₂抛光液对K9玻璃的抛光切削量和表面粗糙度Ra值来评价其抛光性能,采用比表面仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)等表征手段对样品的比表面积、物相组成、微观组织结构和抛光玻璃表面粗糙度进行分析,结果表明:前驱体Ce(OH)₃煅烧可以制备具有立方萤石结构、尺寸均匀的纳米级CeO₂抛光粉,煅烧温度的升高,保温时间的延长和升温速率降低均会使CeO₂颗粒的比表面积减小。CeO₂颗粒的比表面积是其抛光性能的关键,比表面积越小切削能力越强,本实验样品对K9玻璃的切削量最大可达900 nm·min^-1,此外,比表面积对玻璃抛光质量也有重要影响,在比表面积为5 m²·g^-1时,获得的玻璃表面粗糙度小,玻璃表面质量高。     

Ti8LC钛合金材料切削过程的有限元仿真及性能试验

钛合金材料的各种特点决定了其难切削的加工性能,针对一种低成本钛合金Ti8LC材料进行了切削加工性能的试验研究.运用有限元法,再现了钛合金切削加工过程,得出了切削参数对主切削力及进给抗力的影响规律,结果表明,随着切削深度的增加,主切削力和进给抗力均有大幅增长,而进给量对切削力的影响不大.而通过进一步的切削加工试验,分析了不同切削速度、进给速度、进给量等工艺参数对钛合金切削加工时的主切削力、进给抗力等的影响,结果表明,由于实际切削中的刀具磨损问题,切削力较仿真切削力大许多.因此,采用目前的涂层硬质合金刀具,该钛合金材料的切削速度应在( 120～160) m·min-1,否则将引起剧烈的刀具磨损而使切削力陡然增加.     

框架材料表面粗糙度控制工艺研究

文章研究了引线框架材料用铜带表面粗糙度与轧辊粗糙度及轧制速度的关系,重点研究了磨削时轧辊转速、砂轮转速、轴向进给、磨削深度、轧辊硬度、辊型及轧制速度等工艺参数对引线框架材料表面粗糙度的影响。结果表明,引线框架材料表面粗糙度主要由磨削工艺和轧辊硬度决定,与轧制速度没有明显关系。     

PCBN刀具高速精密切削W-Ni-Fe合金的性能研究

采用PCBN刀具对W-Ni-Fe合金进行高速精密切削试验,通过观测PCBN刀具前、后刀面的磨损形貌,分析了刀具的失效磨损机理;从CBN含量、刀具参数以及已加工表面粗糙度方面研究了PCBN刀具加工W-Ni-Fe合金的切削性能。结果表明,CBN含量高且刀尖圆弧半径大的PCBN刀具具有更长的使用寿命,在高速、低进给、小切深条件下可获得良好的表面质量。SEM和EDS分析结果表明,PCBN刀具高速精密切削W-Ni-Fe合金的磨损机理为粘结磨损、扩散磨损、局部剥落、氧化磨损以及崩刃磨损等多重磨损机理共同作用的结果。     

碲对303Cu易切削不锈钢切削性能的影响

为进一步提升303Cu易切削不锈钢切削性能，满足高端客户对切削性能更高的需求，开展了向303Cu易切削不锈钢中添加碲元素的工业试验，并对含碲303Cu不锈钢进行易切削相解析，借助测力仪、表面粗糙度仪等开展了量化切削对比试验。试验结果表明，碲的质量分数分别为0(不含碲)、0.003 6%、0.007 0%的303Cu不锈钢盘条，在切削线速度为22.14 m/min、切削深度为0.15 mm、进给量为0.20 mm/r的切削条件下，切削力分别为61.47、51.43、48.51 N,表面粗糙度R_a分别为10.61、8.86、5.91μm,“C型屑”所占比例分别为36%、53%和78%。碲的添加改善了钢中硫化物的形貌及分布，硫化物尺寸变大，长宽比降低，更接近椭球状；增加了材料的断屑性，减少了积屑瘤，进而切削力变小、表面光洁度提升，“C型屑”比例增加；随着钢中碲含量增加，切削性改善更加显著。     

基于DEFORM的单晶锗的切削仿真及实验分析

锗材料在军事、航空航天、探测等领域有着广泛的应用,对其表面质量有着严格的要求。由于自身的易解理、脆性大的特性使得在加工过程中存在着不少的加工难度。本文基于DEFORM有限元仿真软件,通过建立单晶锗的加工物理模型,通过设置不同的进给速度,进给量,对其切削过程进行有限元模拟仿真,分析切削过程。结合切削加工实验,通过对比实验验证,在一定加工零件尺寸的前提下,获得单晶锗较优的切削速度与切削量的加工参数范围值,验证了对单晶锗仿真切削分析的可行性。     

铣削参数对钛合金薄壁件表面粗糙度和让刀量的影响

减少和补偿让刀量、提高表面质量一直是钛合金薄壁件加工工艺理论研究的热点和难点,针对这一问题,通过设计正交试验,采用硬质合金刀具进行钛合金薄壁件切削加工试验研究,采用Wyko NT9300光学轮廓仪研究薄壁件因让刀而引起的截面形貌变化,进一步获得表面粗糙度、让刀量与工件刚度之间的关系以及加工工艺参数对表面粗糙度和让刀量的影响,以最小表面粗糙度Ra和最小让刀量χ为优化目标进行加工参数的优化,为钛合金薄壁件高效、高质量的加工方法和技术提供支持。     

废航天磁性材料Co,Ni浸出动力学研究

以废航天磁性材料为原料，研究了Co,Ni在H₂SO₄常压条件下的浸出工艺及动力学行为。结果表明：原料中Co,Ni含量总体随粒度的增大而增加，温度、硫酸浓度对Co,Ni浸出率影响较为显著，并且Co浸出速度更快。在硫酸溶液与原料液固比(体积(ml)/质量(g))为50∶1，废航天磁性材料粒度为58～106μm，初始H₂SO₄浓度为3 mol·L^-1，搅拌速率为300 r·min^-1，温度为90℃的优化条件下，反应60 min后，Co,Ni浸出率均可达到94%以上。经扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析，原料为表面疏松多孔的不规则长带(片)状结构，主要成分为AlNi₃,CoFe,Fe₂AlTi等；反应后，产物主要为Al₂O₃和Cu₂O块状固体，从形貌上看其结构较为致密，阻碍了Co,Ni的完全浸出。采用平板(片)状未反应收缩核模型和Avram...     

机械涂覆法制备氧化锆球Ni涂层

为了研究转速和时间对机械涂覆法制备Ni涂层的影响，以金属Ni粉为涂覆原料、氧化锆(ZrO₂)陶瓷球为涂覆基底制备Ni涂层。通过涂覆后陶瓷球的增重量来表征涂层的厚度，采用扫描电子显微镜和X射线衍射分析表征涂层的结构和成份。结果表明，随着转速提高，球磨初期涂层的厚度逐渐增加，持续球磨，涂层厚度反而开始降低。转速240 r·min^-1、球磨15 h的涂覆效果最佳，涂层平均厚度约为20μm。Ni涂层厚度经历了增厚和减薄两个阶段，转速会影响二者出现的进度，适当提高转速利于涂层加厚，提高工艺效率，但过高的转速不利涂层形成。     

激光选区熔化纯钨防散射栅格的工艺及性能研究

为探究激光选区熔化(SLM)成形纯钨防散射栅格的最佳工艺参数，研究了不同工艺参数对于栅格试样的表面粗糙度、熔道厚度、压缩力学性能以及钨实体试样致密度、微观组织的影响规律。研究发现，栅格试样的表面粗糙度会随着激光功率和扫描速度的增加而增加，过高的激光功率容易产生球化现象。此外，激光功率的增加以及扫描速度的减小都会使得熔道的厚度尺寸增加，在200 W激光功率以及500 mm·s^-1扫描速度工艺条件下熔道厚度最为接近100μm的预设值。压缩测试结果表明，纯钨薄壁栅格件的抗压强度会随着激光功率的增加以及扫描速度的减小而增加，且试样最大抗压强度达到了172 MPa。实体试样的致密度会随着激光扫描速度增加而减小，并且随着激光功率的增加先增大再减小，最终在375 W激光功率以及500 mm·s^-1扫描速度工艺条件下获得98.36%的最大致密度。其构建方向组织多为柱状晶粒，并且晶粒会随着激光功率的减小以及扫描速度的增加而细化。最后根据探究的工艺参数对栅格熔道形貌及厚度尺寸的影响规律，通过工艺优化，在210 W-600 mm·s^-1以及3...     

进给速率对AlSi/hBN封严涂层可磨耗性的影响

采用模拟工况的试验方法,利用高温超高速可磨耗试验机,研究了进给速率变化对AlSi/hBN封严涂层—TC4模拟叶片的磨耗行为及刮削性的影响,利用体视显微镜、扫描电子显微镜(SEM)分析了涂层和叶片的宏微观形貌;利用能谱仪(EDS)、X射线衍射分析涂层的相成分,结果表明:在温度为450℃,线速度为300m/s,进给深度500μm情况下,进给速率的改变对AlSi/hBN封严涂层—TC4模拟叶片的宏微观形貌和磨耗机制影响显著,低进给速率时,磨损严重,主要表现为切槽、叶片粘附转移和过热等机制;在中高进给速率时,可磨耗性较好,主要表现为切削和涂层材料向叶片的转移机制。     

氩离子溅射锡氧化物及焊料合金的光电子能谱探究

利用X射线光电子能谱(XPS)及深度剖析技术,定量研究了SnO和SnO₂在不同氩离子束能下化学损伤。0.5、1、2 keV的离子束能溅射后,SnO₂无明显化学损伤;而SnO则出现不同程度的还原,分别产生了7.0%、15.3%、20.6%的Sn单质。实验还表明,同离子束能不同电流下,Sn²⁺还原程度相差无几。因而利用XPS及深度剖析技术对Sn焊料进行表面分析时,须选用尽可能低的束能以减少化学损伤。定性讨论了Sn价带,4d和3d电子层的图谱特征,并确定了用Sn 3d5图谱进行Sn价态的定量分析。利用获得的Sn⁰、Sn²⁺、Sn⁴⁺图谱参数,以模拟波峰焊的锡铜焊料为例,定量分析了Sn价态随深度的变化,结果表明,氧化层最表面主要为SnO₂并逐步过渡到SnO。     

表面活性剂对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料形貌和储锂性能的影响

表面活性剂在材料合成时具有形貌控制方面的重要作用,为提高镍三元正极材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂的综合电化学性能,本文通过在正极材料前驱体Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂合成过程中加入不同的表面活性剂来控制三元材料的形貌,并对煅烧后所得的高镍三元产物材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂进行形貌和电化学性能分析,结果表明：利用表面活性剂合成的产物材料有着更加规整的形貌和晶体结构稳定性;分别添加十二烷基苯磺酸钠、蔗糖、十六烷基三甲基溴化铵以及聚乙二醇之后,首次充电比容量分别可以达到232.2 mAh·g^-1、248.1 mAh·g^-1、231.3 mAh·g^-1以及216.1 mAh·g^-1,其中十六烷基三甲基溴化铵的...     

钛合金冷切削加工实践研究

钛合金属于机械加工行业典型的难加工材料之一,为有效提高钛合金的冷切削加工性能,对钛合金冷切削加工进行长期的实践加工探索。分析钛合金冷切削加工方式车削、磨削、钻削、铰削和攻丝的加工过程,总结给出各种冷切削加工方式的刀具材料、刀具参数和切削用量的具体推荐数值。钛合金冷切削加工参数推荐值,可为钛合金材料的实际冷切削加工应用提供有用借鉴和必要的参考。