微注射成型聚丙烯微结构件缺陷分析

通过微注射成型制得了聚丙烯微结构件，微结构部分是直径为130μm、高度为250μm的微型圆柱。分析了模具温度、注射压力、保压时间及模具抽真空对微零件填充性能的影响。研究发现，在不恰当的工艺参数下，微圆柱会出现以下缺陷：填充不足、表面粗糙、烧蚀、中空等。通过实验得到了合理的工艺参数，即在模具温度为90℃、注射压力为100MPa、保压时间为3S、模具抽真空的情况下，微结构部分可以得到完全填充，且没有以上缺陷。     

超塑成形理论与实践——王仲仁教授在超塑性研究领域的贡献

回顾了王仲仁教授在超塑性研究领域的一系列重要研究成果。Sn-Pb共晶超塑性材料薄壁管复合加载实验表明,在复杂应力状态下超塑材料遵守Mises屈服准则,并与Tresca屈服准则也接近,给出了超塑材料在应变速率强化条件下的屈服轨迹;研究了超塑变形过程中晶粒和孔洞的长大规律及其对变形中流动应力的影响,导出了包含晶粒长大和孔洞长大影响的超塑性本构关系;提出了测定超塑材料摩擦系数的理论校准曲线和应变速率敏感性指数的变截面拉伸试验法;开发了带有动凸模的微机控制的1000kN超塑成形机,研制了当时国内最大的微机控制的5000kN超塑成形机;在模具型腔超塑成形研究方面,成功挤压了130型汽车连杆锻模,是迄今为止尺寸最大的超塑成形模具钢型腔。     

脉冲电流辅助烧结和真空热压烧结对NiAl-Al2O3微观组织和力学性能的影响

通过机械合金化合成了NiAl-Al2O3复合材料粉末,并分别采用脉冲电流辅助烧结(PCAS)和真空热压烧结(HPS)制备了NiAl-Al2O3复合材料.测试了两组材料的力学性能,并从烧结机理的角度分析了烧结方法对材料微观组织和力学性能的影响.结果表明:与HPS方法相比,通过PCAS方法制备的材料致密度更高,晶粒更为细小,且Al2O3颗粒明显球化.相较于HPS方法制备的材料,PCAS方法制备的材料在室温下和高温下都表现出更高的屈服强度,并且其断裂韧性增高,室温压缩变形量明显增大.     

TiN(111)/DLC界面粘附功和电子结构的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理,采用平面波赝势方法,研究了 TiN(111)/DLC界面的粘附功和电子结构,阐明了 TiN过渡层改善金属基体和DLC薄膜结合性能的内在机理.根据TiN(111)面不同的表面终端(Ti终端和N终端)和界面原子配位类型(顶位、中心位和孔穴位),构建和计算了 6种可能的TiN(111)/DL...     

变摩擦正反向超塑成形壁厚均匀的TC4钛合金深筒形件

1C4钛合金深筒形件厚度精度要求为(1.6±0.2)mm,据此设计了多种预成形模形状,采用MARC有限元模拟研究不同形状预成形模对最终深筒形件侧壁厚度分布的影响规律及不同预减薄区域的作用.分析预成形模和终成形模的表面摩擦系数分别对成形件壁厚分布的影响,并提出模具型面变摩擦控制厚度分布的方法.结果表明:预成形模对于板料压边部分环形带区域和筒形件底部区域的局部预减薄,对最终侧壁的厚度分布有非常大的改善.同时,合理地增大预成形模的表面摩擦能显著增加预成形的局部减薄作用,对于提高工件最终壁厚分布的均匀性有利.减小终成形模的摩擦,可以使板料趋于整体变形,壁厚分布趋于均匀.根据模拟结果,采用机械加工方法增加预成形模表面摩擦系数,在终成形模表面喷涂BN润滑剂降低摩擦系数.最后,通过正反向超塑成形试验制得厚度分布在1.50～1.78mm范围内的TC4钛合金深筒形件.     

Al-Mg合金的激光焊接接头组织及力学性能分析

针对铝合金对激光的高反射率和自身的高导热性,焊接匙孔极不稳定等特点,利用3 kW的CO2激光器对Al-Mg系合金5083进行了激光焊接试验研究,分析了激光功率、焊接速度对焊缝表面质量的影响,研究了焊接接头的显微组织和力学性能.同时,为进一步检验焊缝的质量对激光焊接后的板材进行了高温自由胀形试验.结果表明,对焊接板材表面...     

纳米多晶体Ashby-Verrall超塑性模型的分子动力学模拟

应用分子动力学方法以纳米晶铝为例模拟了纳米多晶体的Ashby-Verrall超塑性模型的变形过程。在OK～400K的温度下,大倾角的晶界较容易开动,符合Ashby-Verrall模型;但小倾角的晶界难于开动。温度升高至600K,纳米晶粒界面熔化,产生微液相,较小倾角的晶界也可随液相流动而开动;晶粒随着液相的流动旋转到有利于滑移的方向,完成Ashby-Verrall模型的变形。此时单个晶粒的变形机制符合Gifkins的“心部和表层”模犁。     

纳米Al2O3/ZrO2复合粉体的制备及表征

高性能的复合粉体是制备纳米复相陶瓷材料的关键.采用醇-水溶液加热法结合共沉淀过程制备纳米Al2O3/ZrO2复合粉体,研究了不同沉淀剂对粉体团聚的影响,利用透射电镜、X射线衍射、热重-差热分析、比表面积测定等技术对获得的纳米复合粉体进行了表征.结果表明:采用NH4HCO3作为沉淀剂可以得到几乎无团聚的碱式碳酸盐前驱物,该前驱物在煅烧过程中的物相变化显示四方相氧化锆(t-ZrO2)的形成温度大幅度地提高,同时在较低温度下生成了α-Al2O3,在1 100℃转变为t-ZrO2相和α-Al2O3相;粉体中两相颗粒分散良好、粒径一致、无硬团聚,其平均粒径为15～20 nm,比表面积为69.5 m2·g-1.     

LYl2半球形件拉深成形过程的动力显式有限元模拟

基于连续介质力学及有限变形理论,建立了用于三维板料成形过程模拟的有限元模型,开发了动力显式算法的板料成形过程模拟的有限元分析程序DESSFORMM3D.最后,用笔者新开发的动力显式弹粘塑性有限元程序对不同压边情况下半球形件的拉深过程进行分析,并把数值结果与实验进行对比,验证了软件的计算结果.     

Al2O3-ZrO2复相陶瓷压缩变形织构及其对组织性能的影响

采用真空热压烧结法制备了3Y-ZrO2/Al2O3细晶复相陶瓷,对其致密块料进行了高温压缩变形,分析了材料变形前后的显微组织和力学性能.结果显示,XRD及X射线极图显示压缩变形后的陶瓷材料具有明显的织构特征,最大织构强度达到7.3.织构化陶瓷的弯曲强度,断裂韧性和维氏硬度值随应变量的增加呈逐步增大的趋势,最大值分别为933.8MPa,10.4MPa·m1/2和20.4GPa.当真应变很高(1.72)时,力学性能呈现一定幅度的降低趋势.分析表明织构化可以大幅提高材料的力学性能,同时极高变形量下形成的粗化晶粒和大尺寸空洞又导致力学性能的降低.