面向绿色高效制造的铣削工艺参数多目标优化

为了实现数控机床的绿色高效制造,考虑加工过程中刀具寿命和零件表面质量的实际约束条件,建立了以能量效率最高、碳排放最低和材料去除率最高为目标的多目标优化模型。通过设计面中心复合试验获取试验数据,采用信噪比方法将不同要求的优化目标转换成同要求的信噪比,使用基于组合权重的灰色关联分析法将多目标优化转化为单目标优化问题,基于响应曲面法建立关联度与工艺参数的二阶关系模型,应用量子遗传算法对优化模型进行求解。最后通过试验验证了该多目标优化模型的有效性。     

绿色冷却切削技术在滚切齿轮中的试验研究

文中概述了几种主要的冷却方法，通过滚切齿轮试验，比较和分析了几种冷却方法下切削温度、刀具磨损、切屑形态，来揭示亚干式冷却和冷风射流冷却这两种绿色冷却技术的优越性。     

满足环境可持续发展需求的绿色设计

绿色设计,也称生态设计、生命周期设计或宏观环境设计,它是将宏观的环境因素、有效持续运用资源和预防污染纳入设计系统;将人类赖以生存发展的环境性能作为设计的重要目标;力求以设计推动人类社会有序发展,把发展中有可能出现的对环境和自然资源的伤害降至最小.文中介绍了绿色设计概念、关键技术、国内外实施情况及发展趋势.     

高效能超音速等离子喷涂粒子特性及涂层特点

超音速等离子喷涂技术是热喷涂技术的关键技术之一.从基础及应用的角度,研究了高效能超音速等离子(HEPJet)喷涂粒子的特性,探讨了高效能超音速等离子在制备Ni/Al等金属及其合金涂层、WC-Co金属陶瓷涂层、ZrO2等氧化物陶瓷涂层上的特点.结果表明,高效能超音速等离子喷涂系统具有焰流温度高、射流速度快等特点;制备的涂层粒子变形充分,涂层均匀,孔隙率低,结合强度高,涂层质量好;可将适用于喷涂的所有粉末材料制备成高质量涂层.     

锆酸镧金属复合热障涂层显微结构及力学性能研究

采用微弧等离子法在1Cr18Ni9钢基体上制备了La_2Zr_2O_7、NiCoCrAlY复合热障涂层.采用扫描电镜、X射线衍射仪、拉伸试验仪等仪器研究了涂层的显微结构及力学性能.结果表明:涂层表面较为平整,其中镶嵌有未完全熔化的La_2Zr_2O_7颗粒;涂层为典型的层状结构;涂层较为致密且分布有均匀的空隙、微裂纹及未完全熔化的颗粒等缺陷;La_2Zr_2O_7、NiCoCrAlY在喷涂过程中未发生化学反应,保留了各自的相结构;涂层中的La_2Zr_2O_7为烧绿石结构;涂层结合强度为31.9 MPa.     

木质素模板制备铂涂层的形貌观察

以自制的季铵盐型木质素为模板,用热分解法在钛板制备成铂涂层。SEM分析表明,不同条件下制备的铂涂层具有多种形态特点:颗粒堆垛、颗粒网络和颗粒密排的组织结构。添加不同含量的季铵盐型木质素,可以获得多级孔,甚至网络结构的铂多孔涂层。VPt∶Vlig=4∶5,铂微粒粘连形成了三维网络结构。采用500℃热处理显示出多样性的表面形态。400℃处理的样品具有较大面积的表面空洞区域,也有更加明显的网状多孔结构。     

反应磁控溅射碳化铪薄膜的微结构与力学性能

为满足不同加工方式和加工条件下刀具对涂层的特殊要求,获得硬度高和耐摩擦性能优异的刀具涂层,采用反应磁控溅射方法制备了一系列不同碳含量的碳化铪薄膜。利用EDX,XRD,SEM,AFM和微力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能,研究了C2H2分压(Ar和C2H2混合气体)对薄膜成分、相组成、微结构以及硬度和弹性模量的影响。结果表明,反应磁控溅射可以方便地制备碳化铪薄膜,但是,只有在C2H2分压为混合气体总压约3.0%附近很窄的范围内才可获得高硬度和高弹性模量的单相碳化铪薄膜,其最高硬度和弹性模量分别为27.9 GPa和255 GPa;低C2H2分压下所得薄膜由金属Hf和HfC两相组成,硬度较低;而过高的C2H2分压将导致薄膜形成非晶态,其硬度和弹性模量亦随之降低。     

热障涂层皱曲现象的数值模拟研究

对装机使用后的热障涂层叶片进行观察,发现电子束物理气相沉积涂层和等离子喷涂涂层表面均出现皱曲,不同于通常意义上的陶瓷层/粘接层界面皱曲。为了解释这种皱曲伴生的涂层断裂以及与皱曲特征参数的关系,利用ANSYS进行了数值模拟,表明皱曲波长对涂层断裂位置产生影响。短波长时面层凹陷处等效应力更大,属危险点。长波长时面层凸起处应力更大,在面层/底层界面处属危险点。     

常压化学气相沉积SiO2涂层的制备及其性能研究

    以正硅酸乙酯(TEOS)为源物质,空气为载气和稀释气,采用常压化学气相沉积法(APCVD)在HP40钢表面制备了SiO₂涂层.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能量色散能谱仪、D＼MAX-C型X射线衍射仪、显微硬度仪等,研究了SiO₂涂层的组织结构、表面形貌、物相组成和显微硬度;并用热震实验法和剥离实验法研究了涂层与HP40基体的结合强度.结果表明,所制备的SiO₂涂层厚度约为1 μm,由细小颗粒组成,颗粒比较均匀、大部分颗粒的粒径均在1 μm以下;涂层无明显孔隙,与基体的结合强度较高;其显微硬度明显高于HP40基体.     

一种新型绿色制造方式--高速干切削

切削加工的绿色化是制造业可持续性发展的重要方向,高速干切削是一种新型的绿色制造方式。围绕加工时间T、加工质量Q、加工成本C、资源消耗R、环境特性E等绿色制造加工过程的功能目标对高速干切削的绿色特性进行了具体分析研究,并提出了发展高速干切削技术的主要措施。