CePO4/Ce-ZrO2可加工陶瓷加工机理的研究

以CePO4／Ce-ZrO2为基体，通过复合不同加入量的第二相CePO4颗粒，并借助扫描电子显微镜对材料压痕、磨削及切削表面进行分析，研究了CePO4／Ce-ZrO2陶瓷材料的可加工机理。单相CePO4材料的弯曲断口显示出层片状断裂机制；而复相CePO4／Ce-ZrO2陶瓷由于两相之间弱结合界面的存在，压痕裂纹扩展形式发生明显变化，由连续扩展机制过渡为不连续扩展。基于上述两种重要机制形成的大量微裂纹是赋予材料可加工性的主要原因，材料加工去除是以微裂纹的连接来实现的。同时，大量微裂纹起到耗散主裂纹扩展能量的作用，有效阻止了较大裂纹的形成，使材料加工损伤大大降低。最后，给出了CePO4／Ce-ZrO2陶瓷加工机理的简单模型。     

陶瓷磨削温度对表面残余应力的影响

研究了磨削热对陶瓷表面残余应力的影响。采用夹式热电偶结构和高精度信号调理器测试陶瓷磨削温度，根据正交设计法测量的磨削温度实验结果说明：磨削温度随着磨削深度和砂轮速度的增加而提高；磨削深度ap=30μm是磨削残余应力和磨削温度曲线的转变点；磨削温度随着连续磨削次数的增加而增加，在磨削过程中磨削温度具有明显的累积效应。     

砂轮与工件接触刚度对磨削颤振频率的影响

探讨了砂轮与工件接触刚度非线性对工件颤振频率的影响。摄动理论分析和试验研究表明：工件系统的颤振频率随接触刚度的增加而线性增加。由于接触刚度随径向磨削力的增加而非线性增加，导致工件系统颤振频率也随径向磨削力的增加呈非线性增加。改变砂轮转速可以改变径向房削力．从而改变工件系统的颤振频率。     

LDMC-100离子渗氮炉工件均衡传动机构设计

以LDMC-100型等离子体渗氮炉为应用平台,设计研制了一种工件均衡传动机构.介绍了其机构组成,分析了装置工作原理,探讨了其机械运动均匀性.均衡装置采用了行星轮系传动,支承机构单轴独立承重.通过选择主从动齿轮齿数,或改变渗氮炉动力输入速度,从而控制渗氮周期等措施来保证渗氮效果.     

硬质合金刀片嵌入式辅助断屑器的设计

为了扩大硬质合金刀片的断屑范围,结合硬质合金刀片三维槽型的结构特征和刀片安装方式,设计并制作了一种嵌入式辅助断屑器。进行了铝合金切削实验,观察了切屑形貌,并分析了切屑折断机理。实验结果表明,未安装嵌入式辅助断屑器时,硬质合金刀片在小切深下可以实现断屑;但在大切深时,产生长螺卷屑,硬质合金刀片的断屑效果变差。安装嵌入式辅助断屑器后,在大切深时,硬质合金刀片产生了C形屑。嵌入式辅助断屑器的反屑面增加了断屑台的高度和角度,进一步减小了切屑的卷曲半径,促进了切屑的折断。安装了嵌入式辅助断屑器的刀片具有较高的断屑率,扩大了硬质合金刀片的断屑范围。     

氟金云母陶瓷钻削刀具磨损特性的研究

分别采用硬质合金和高速钢钻头对氟金云母可加工陶瓷进行钻削加工,测试主后刀面的磨损宽度,考察刀具磨损特性,通过单因素试验法考察刀具材料、冷却条件、刀具角度等参数对刀具磨损的影响。试验结果表明:刀具材料和冷却方式是影响刀具磨损的主要因素,高速钢刀具不适于氟金云母陶瓷的钻削加工,冷却条件对硬质合金刀具磨损的影响较为显著,刀具磨损率随钻头顶角增大时对刀具磨损率的影响较小。因此优化刀具材料和工艺参数对氟金云母陶瓷的钻削加工工程应用具有现实价值。     

工程陶瓷材料的磨削加工性评价方法研究

提出了一种工程陶瓷材料磨削加工性综合评价的新方法.应用图论中的有向图理论,以材料磨削加工性属性为顶点,以各属性之间的相互关系为边,建立了陶瓷材料磨削加工性评价的有向图模型.根据有向图模型,建立磨削加工属性矩阵,并由矩阵的积和式函数计算出材料的磨削加工性指标,从而判断材料的磨削加工性.有向图模型可以综合考虑多种属性及属性间的相互关系,可对陶瓷材料的磨削加工性做出正确、完整的评价.论文选择陶瓷材料的硬度、断裂韧性和弹性模量3个力学性能参数作为磨削加工属性,根据所提出的评价方法,对4种典型工程陶瓷材料的磨削加工性进行评价,并根据磨削加工性指标进行排序,在材料机械加工之前确定其磨削加工性.通过磨削实验验证评价结果.评价结果将对陶瓷材料加工中工具和工艺参数的确定具有指导作用.     

莫来石基陶瓷材料耐磨性能的研究

研究了莫来石基陶瓷的化学组成、显微结构和烧结温度等对其耐磨性能的影响规律。结果表明：ＺｒＯ２引入莫来石中可显著提高陶瓷的耐磨性能。摩擦过程中,ｔ－ＺｒＯ２会发生应力诱导相变,消耗裂纹成核和扩展的能量,并可使陶瓷的组织结构致密、晶粒间强度提高,降低沿晶断裂现象,氧化锆和氧化铝协同增韧莫业石陶瓷具有更好的耐磨性能,Ａｌ２Ｏ３颗粒的引入增加了陶瓷的硬质相,并提高了陶瓷的力学性能,Ａｌ２Ｏ３颗粒的体积含量     

莫来石基复合陶瓷高温摩擦表面粘附机理的研究

研究莫来石基复合陶瓷（ZTM、ZTM/Al）与氧化钇稳定氧化锆（TZP）陶瓷构成的摩擦副,在干摩滑动条件下,ZTM、ZTM/Al陶瓷的磨损率随环境温度的升高而逐渐降低,其摩擦表面可生成粘附保护层并出现负磨损现象。ZTM、ZTM/Al陶瓷高温摩擦表面产生粘附保护层的主要机理是对偶件TZP陶瓷中的Zr原子或磨屑向其摩擦表面扩散和吸附的结果。详细分析这种Zr原子表面扩散转移地主要影响因素,以及磨屑在摩擦表面的物理吸附和化学吸附的机理,得出了“ZTM、ZTM/Al摩擦表面粘附层的形成,其实质是由‘被动受磨’向‘主动抗磨’的机制转变”的结论,并展望了该抗磨机理的工程应用前景。     

镍基Si3N4复合镀层的摩擦磨损特性

通过复合电镀法制备了N i-Si3N4和N i-P-Si3N4两种复合镀层,分别与热处理45#钢组成摩擦副,进行环-环摩擦磨损试验,测试了摩擦因数和磨损量,并观察了磨损表面形貌,探讨了摩擦副的摩擦磨损机理。结果表明,N i-P-Si3N4/45#钢摩擦副的摩擦因数较小,磨损量低,具有良好的减摩耐磨性能。镀层基体的性能明显影响复合镀层的摩擦磨损性能。磨料磨损是N i-Si3N4/45#钢摩擦副的主要磨损形式,导致45#钢的磨损量增大;N i-P-Si3N4镀层对Si3N4颗粒具有良好的把持力,避免了磨料磨损的产生,摩擦副处于稳定的边界润滑摩擦状态。