吹扫-捕集气相色谱检测地表水有机化合物的方法

随着水污染事件频发,地表水中的有机化合物含量激增,现行的检测方法无法满足多种化合物的检测需求。因此,提出基于吹扫-捕集气相色谱的地表水中有机化合物的检测方法。通过多轮有机化合物检测,确定此方法的应用条件,并得到良好的应用效果。试验结果得出最佳检测条件为:吹扫速度25 mL/min;吹扫时间10 min,如有机物沸点较高可放宽至14 min;解析温度200℃;解析时间2.5 min,如有机物沸点较高可放宽至4 min。此方法检出限、准确度与精密度均较高,且操作简单,经济性强。

难加工金属材料磨削加工表面完整性研究进展

高温合金、钛合金、不锈钢等难加工金属材料在高端装备制造特别是在国防军工领域应用广泛。砂轮磨削是难加工金属材料零件的重要加工方式。然而,磨削过程的力-热强耦合作用对表面完整性影响显著,而表面完整性的优劣对零件服役性能具有直接影响。本文综述了近年来难加工金属材料磨削加工表面完整性的研究进展,全面总结了表面完整性核心要素(如表面粗糙度、残余应力、显微硬度、微观结构等)的创成机理、影响因素及其作用规律以及预测与控制,并对表面完整性控制技术的发展趋势进行了展望。

涡轮盘榫槽加工技术现状与展望

针对航空发动机和燃气轮机高端动力装备涡轮盘榫槽,从机械加工(包括拉削、铣削、磨削)和特种加工(包括电火花线切割、电解线切割)两方面分析了加工技术的主要特点;从加工工具设计与应用、加工质量评价及控制等方面系统阐述了榫槽加工技术的发展现状,分析了国内外学者在该领域的重要研究成果,最后展望了榫槽加工技术的发展趋势。

新型刚玉砂轮磨削GH4169镍基高温合金的性能评价研究

镍基高温合金是航空发动机部件的常用材料,其磨削加工存在工具损耗严重、寿命短等难题。针对3种新研制的刚玉砂轮(分别为粒度60#的微晶和单晶混合磨料砂轮、粒度60#的单晶刚玉砂轮,以及粒度70#的单晶刚玉砂轮),开展了GH4169镍基高温合金材料的磨削试验,从磨削力、磨削温度、砂轮磨损以及表面粗糙度等方面对3种砂轮的磨削性能进行了评价。结果表明,3种砂轮磨削GH4169材料在砂轮磨损和表面粗糙度方面未表现出明显差异,而通过对磨削力和磨削温度的综合评价发现粒度60#的单晶刚玉砂轮的磨削性能更优。3种砂轮磨削GH4169材料的磨削比在0.5~3之间。在正常磨削条件下,3种砂轮的磨削表面粗糙度Ra小于0.4μm。同时发现,砂轮磨损(主要包括磨粒的破碎和脱落)是造成磨削表面缺陷形成的重要原因。

钎焊CBN砂轮与陶瓷CBN砂轮磨削粉末冶金高温合金的加工性能对比研究

采用钎焊CBN砂轮和陶瓷CBN砂轮进行FGH96粉末冶金高温合金磨削对比试验,从磨削力与温度、表面粗糙度以及砂轮磨损等方面对CBN砂轮磨削性能进行评价。结果表明:钎焊CBN砂轮磨削力接近或低于陶瓷CBN砂轮的;在较低进给速度下(≤360 mm/min),钎焊CBN砂轮磨削温度与陶瓷CBN砂轮的相近,在较高进给速度下(≥540 mm/min),陶瓷CBN砂轮的磨削温度明显高于钎焊CBN砂轮的;在正常磨削条件下,钎焊CBN砂轮磨削后工件的表面粗糙度低于陶瓷CBN砂轮的,且表面粗糙度R_(a)均在0.800μm以下,平均表面粗糙度R_(a)分别为0.508μm和0.529μm。钎焊CBN砂轮工作面磨粒发生材料黏附、磨耗磨损,磨削表面出现材料涂覆等现象;除磨耗磨损、黏附和砂轮堵塞外,由于磨粒破碎和脱落,陶瓷CBN砂轮易在其磨削表面形成深沟槽,降低磨削表面质量。综合分析发现,钎焊CBN砂轮磨削FGH96的性能要优于陶瓷CBN砂轮的。

低温冷风微量润滑磨削钛合金换热机理与对流换热系数模型

钛合金磨削过程中工件表面热损伤已成为亟需解决的技术难题。微量润滑技术应用于钛合金磨削是实现可持续制造的发展方向,但存在热耗散和润滑减摩能力不足的技术缺陷。利用多能场辅助加工是解决以上技术难题的必然选择,低温冷风取代常温空气携带微量润滑剂,可显著提高磨削区液膜换热和润滑性能。但润滑剂物理特性演变规律及磨削区液膜换热机理等科学问题尚需揭示。基于此,研究了润滑剂低温物理特性演变规律,建立了冷风温度与润滑剂物理参数的量化映射关系。分析了低温冷风微量润滑砂轮工件界面流动液膜换热规律,建立了磨削区流动液膜换热量理论模型。进一步,建立了不同冷风条件下润滑剂对流换热系数模型。进行了流动液膜对流换热系数和低温冷风微量润滑磨削钛合金换热性能验证实验,结果显示,对流换热系数理论值与测量值吻合,冷风温度为-10℃时,误差为8.5%;工件表面温度实验值和理论值变化趋势吻合,磨削深度为30μm、冷风温度为-40℃时,误差为7.7%。研究结果为低温冷风微量润滑磨削钛合金提高工件表面完整性提供技术支持。

MoS2/CNTs混合纳米流体微量润滑磨削加工表面质量试验评价

结合国内外对混合纳米流体微量润滑磨削的研究现状,研究二硫化钼和碳纳米管混合纳米流体微量润滑磨削镍基合金的工件表面质量。以工件表面粗糙度Ra值、表面轮廓曲线的自相关分析和工件表面微观形貌,作为表面质量表征参数。试验结果表明:纳米流体微量润滑由于纳米粒子高的强化换热能力从而避免了工件烧伤;混合纳米流体由于起到了'物理协同作用',较单一纳米流体得到了最低的表面粗糙度Ra值(0.311μm)和磨削温度峰值(52.8℃);随纳米流体质量分数的增加,表面粗糙度Ra值呈现上升趋势,这是由于质量分数的增加改变了微量润滑雾滴与工件的接触角,从而改变了浸润面积;而摩擦因数和磨削温度峰值在6%取得最低值后呈上升趋势,这是由于纳米粒子的团聚破坏了纳米流体性能。通过工件表面轮廓曲线的自相关分析进一步验证,纳米粒子在磨削区起到'润滑作用'和'微加工'作用,从而提高了加工精度。因此,综合磨削性能、表面粗糙度和自相关分析,选择混合纳米流体质量分数6%为纳米流体的优选质量分数。

面向航空发动机的镍基合金磨削技术研究进展

磨削加工是制造航空发动机镍基合金零件的重要方法。为进一步提高镍基合金磨削加工的材料去除效率、提升工件表面质量,国内外学者开展了诸多基础理论与工艺探索工作。在概述镍基合金材料磨削加工技术发展过程的基础上,全面总结了国内外学者在镍基合金材料磨削去除机理、磨削工艺特性、磨削加工新方法等方面的主要研究成果,并对镍基合金磨削加工技术的难点与发展趋势进行了展望。

骨外科纳米粒子射流喷雾式微磨削温度场理论分析及试验

温度过高是目前临床神经外科骨磨削的技术瓶颈,纳米粒子射流喷雾式冷却(nanoparticle jet mist cooling,NJMC)是解决磨削热损伤的有效措施。建立最大未变形切屑厚度模型及热流密度模型,采用数理统计的方法建立NJMC条件下的对流换热系数模型,并进行喷雾式和NJMC条件下的骨微磨削温度场的数值仿真研究。结果表明:骨表面温度随纳米粒子体积分数的增大而减小。利用与人骨力学性能最相近的新鲜牛股骨密质骨进行微磨削试验,结果显示,以喷雾式冷却(32.7℃)作为对比试验,采用纳米粒子体积分数0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%的纳米流体测得的表面温度分别降低了14.1%、17.1%、19.6%、22.9%、33.3%,验证了骨表面温度随纳米粒子体积分数的增大而减小的规律。理论分析与试验结果高度吻合,验证了理论建模的正确性。将机械加工技术用于医疗康复,旨在为降低神经外科临床骨磨削温度提供一种有效方法。