基于SCF-CO2电沉积制备纳米材料的研究进展

分析了CO2超临界流体特性及其电沉积工艺的特点;综述了表面活性添加剂含量、CO2的体积分数以及温度、压力等操作参数对电沉积制备纳米材料的影响,与普通电沉积工艺相比,采用CO2超临界流体的电沉积工艺获得的纳米材料组织致密、表面平整,其显微硬度和抗磨性有较大幅度提高;最后对其未来的发展方向进行了展望。     

激光熔覆Inconel718合金裂纹分析及裂纹控制研究

目的 针对K418合金表面激光熔覆裂纹萌生、元素偏析等难题,探究裂纹萌生与元素偏析之间的关系,利用后处理工艺进行裂纹的修复及偏析现象的控制。方法 在K418合金表面激光熔覆了Inconel718合金,以基体及熔覆材料的热物性参数和界面元素匹配性为出发点,对熔覆中裂纹的敏感性进行了分析。结果 合金元素的偏析造成了裂纹的萌生与扩展。基体热影响区裂纹的形成与热影响区内析出的块状碳氮化物有关,熔覆层裂纹与枝晶间析出的不规则链状Laves相有关。采用激光重熔工艺对熔覆层进行了后处理,试验结果表明,重熔后的组织致密,晶粒细小均匀,无裂纹及粘粉等明显缺陷。激光重熔减少了基体热影响区及熔覆层中因元素偏析产生的碳氮化物及Laves相的尺寸及数量,重熔后覆层的摩擦因数为0.55,比重熔前下降了49.5%,具有良好的减摩特性;磨损率为3.15×10-4 mm3/(N?mm),比重熔前下降了37.5%,耐磨性能得到提升。结论 激光重熔技术可以愈合K418激光熔覆Inconel718合金的裂纹,并显著降低涂层的元素偏析程度。     

高效磨削用超硬磨料砂轮钎焊技术研究现状与发展

超硬磨料钎焊砂轮是实现高效磨削的重要工具。与传统的砂轮相比,钎焊砂轮不仅提升了自身的结合强度,还具有容屑空间大、不易堵塞、磨料利用充分等显著优势。为提高高效磨削用超硬磨料钎焊砂轮的整体性能,综述国内外研究者在超硬磨料钎焊砂轮活性钎料的研制、砂轮地貌及其优化、钎焊工艺方法研究、新型钎焊砂轮的结构设计和钎焊砂轮的精度问题等方面的研究工作。超硬磨料钎焊砂轮精度和成本问题是制约超硬磨料钎焊砂轮在高效磨削中应用发展的瓶颈。研究并解决超硬磨料钎焊砂轮的精度和制造成本的问题,对于促进高效磨削技术的发展具有重要意义。     

单层CBN砂轮感应钎焊温度的优选方法研究

现有研究中CBN砂轮的钎焊温度优选方法通常是从离散的温度序列中选择出某一温度为最佳温度,存在最佳温度不精确等缺陷.提出一种以钎焊温度为自变量、砂轮锋利度和砂轮寿命2个磨削性能指标为目标的数学评价模型,采用高频感应钎焊工艺制备多组CBN砂轮并用其开展TC4钛合金磨削试验,对试验数据进行三次样条插值,获得单层CBN砂轮钎焊...     

石墨烯量子点添加量对超临界纳米复合镀层微观结构与性能影响

以性能独特的石墨烯量子点(GQDs)为第二相添加物,采用超临界电沉积技术制备Ni基纳米复合镀层,研究超临界条件下GQDs添加量对镀层的微观结构、显微硬度、耐磨性能、耐腐蚀性能等的影响。结果表明：加入GQDs,镀层微观结构致密化和均匀化。当GQDs添加量为1.5 g/L时,镀层表面形貌更为致密。X射线衍射分析显示,GQDs的添加,改变了复合镀层镍衍射面(111)、(200)及(222)峰位,在(111)面产生结晶择优取向。GQDs的添加大幅提升了复合镀层的各项性能。当GQDs添加量为1.5 g/L时,镀层显微硬度高达7381.4 MPa,比纯镍镀层显微硬度高近980 MPa;磨痕截面积为3336μm²,仅为纯镍镀层的44%。Tafel极化试验结果表明,腐蚀电流密度为3.55×10^-6 A·cm^-2,相较于纯镍镀层的10.07×10^-6 A·cm^-2,降低了65%;150 h浸泡腐蚀实验表明,当GQDs添加量为1.5g/L时,镀层点蚀最少,耐腐蚀性能最为优异。     

微电铸层均匀性的影响研究

微电铸技术加工的器件往往存在铸层不均匀的缺陷,导致其质量和性能大大降低.针对微电铸的不均匀性,介绍了微电铸工艺流程,从几何因素和电化学因素两方面对微电铸层均匀性的影响进行了综述.     

低压铸造铝轮毂缩松缺陷的数值分析及模具改进

通过数值模拟计算,发现低压铸造铝合金轮毂在充型完成后的很短时间内,铸件各部分都开始凝固,差别在于每一时刻各部位固相率不同.铸件缩松产生的原因是补缩通道的凝固冷却曲线与被补缩部分的凝固冷却曲线存在部分重合.在不改变模具结构的情况下,在上下模具轮辐对应部位覆盖隔热层,可使得轮辐部位的凝固冷却曲线位置升高,实现轮辐处冷却曲线与轮辋与轮辐的连接处的冷却曲线分离,消除轮辋与轮辐连接处的缩松缺陷;覆盖隔热层后,被覆盖的模具部分温度升高了20℃左右.     

电流密度对超临界CO2流体镍电铸层表面性能和过程参数的影响

采用非离子表面活性剂,进行超临界CO2流体(SCF-CO2)电铸金属镍的研究,分析电流密度对CO2超临界流体镍电铸层微观组织、显微硬度、阴极电流效率、沉积速率、铸层厚度的影响。结果表明,随着阴极表面电流密度从3A/dm2逐渐增加至9A/dm2,体系电流效率快速下降,金属镍电铸层的显微硬度、沉积速率、铸层厚度不断增大。在压力为10MPa,温度为323K,电流密度为5A/dm2时,镍电铸层的显微硬度、铸层厚度、阴极电流效率、沉积速率分别为7.01GPa、30.5μm、94.51%、51.85mg/cm2·h,与传统电铸方法相比较,SCF-CO2电铸法制备的镍电铸层表面平整、微观组织致密。     

K418合金叶片激光再制造Inconel718覆层匹配与强化

为了解决K418合金叶片再制造熔覆层易开裂、结合界面处力学性能较差等难题，采用具有输入可调控、热输入可控制以及降低熔池及热影响区温度等优势的脉冲激光，得出在工艺参量为激光功率2.5kW、送粉速率37.5g/min、扫描速率8mm/s，载气气流3L/min下，K418基体与Inconel718熔覆层之间能够形成良好的冶金结合。结果表明，熔覆层显微组织依次由界面处平面晶、底部胞状晶、中部树枝晶及顶部等轴晶组成；经过对比优化下的工艺参量，获得了成形质量良好且无明显裂纹、气孔等缺陷的Inconel718熔覆层；通过基体与覆层的硬度测试，覆层整体硬度值在300HV左右且分布较为均匀，基体平均硬度在400HV以上、结合界面处硬度值为460.46HV，相对于基体提升了12%；物相形分析表明，Inconel718熔覆层与基体K418性能匹配较好，激光再制造凝固成形时经历了L→γ→(γ+MC)→(γ+laves)的凝固过程，脉冲激光的热输入对基体K418合金热影响区完成了γ′相的固溶再析出过程，界面处沿晶界析出少量的二次析出相laves相和MC相对熔覆层及界面处晶界起到钉扎晶界、阻碍滑移的强化作用。试验相关工艺及参量为K418叶片激光再制造提供了借鉴和分析。     

超声辅助磨削砂轮基体材料的振动性能研究

超声辅助磨削(UAG)砂轮基体材料的振动性能(如谐振频率、振幅、发热情况等)对超声辅助磨削效果具有重要影响。本文采用ANSYS模态分析与实验测量相结合的方法,对Q235钢、45钢、0Cr18Ni10Ti不锈钢、LY12铝合金、TC4钛合金五种材质的超声辅助磨削砂轮基体材料的谐振频率、振幅以及连续振动条件下的发热量进行了对比分析。模态分析与实验测量结果均表明:在上述五种基体材料中,钢类基体的谐振频率和振幅相对最小,LY12基体最大,TC4基体介于二者之间。与此相对应,连续振动10min后,钢类基体温度升高幅度最大,LY12基体温升幅度最小。综合不同材质砂轮基体的振幅及发热情况可知:在连续振动状态下,砂轮基体的温度升高幅度越大,即能量损耗越大,末端振幅测量值越小。