叶轮零件磨粒流抛光机理与数值模拟的研究

目的解决增材制造TC4钛合金(Ti6Al4V)叶轮零件表面粗糙度过大的问题。方法采用磨粒流抛光技术对增材制造TC4钛合金叶轮零件进行抛光,研究磨粒粒径、工作压力与抛光时间等因素对叶轮零件表面粗糙度和形貌的影响规律。同时利用Fluent软件对磨粒流抛光过程进行仿真,建立三维叶轮模型,以实际加工条件为仿真参数,探究磨粒对近壁面静压、动压、湍动能、湍流强度的作用机理。结果当磨粒流抛光的磨粒粒径为0.425 mm、加工压力为9 MPa、抛光时间为20 min时,获得了表面粗糙度Ra<2.5μm的增材制造叶轮零件。磨粒流抛光后表面摩擦系数从0.4281降低为0.3853,磨损机制由粘着磨损和剥落磨损变为磨粒磨损。仿真结果表明,随着磨粒流体自上而下运动,叶片间距逐渐增大,叶轮表面所受动压、湍流强度及湍动能逐渐减弱,因与约束装置的作用,底部的动压、湍流强度和湍动能又增大,因此叶轮叶片上端抛光较好,中间部位抛光效果一般,下端抛光效果也较明显。结论磨粒流抛光过程中,试样表面因塑性变形产生了加工硬化,晶粒得以细化,从而有效提高了其耐磨性能。通过数值模拟与试验分析验证了复杂曲面磨粒流抛光技术的有效性,为磨粒流抛光技术提供理论基础。

SDP法制备非晶Y_(2)O_(3)薄膜用于哈氏(Hastelloy C-276)合金基带表面精修

为了解决哈氏(Hastelloy C-276)合金基带表面粗糙度过大造成不平整的问题,采用溶液沉积平整化技术在哈氏合金表面制备Y_(2)O_(3)非晶薄膜来满足使用要求.通过研究前驱液的稳定性和浓度、热处理温度和涂覆次数对表面粗糙度的影响规律,同时采用高低浓度相结合的方法涂覆非晶薄膜来提高涂覆效率,结果表明:先使用高浓度0.40 mol/L涂覆6次,再使用低浓度0.10 mol/L涂覆6次,获得了表面平均粗糙度Ra值为0.65 nm(5μm×5μm)高表面质量的带材,涂覆效率相比使用单一溶度提高了近30%.前驱液浓度越高,溶液粒径越大,前期涂覆效果更佳,后改用低浓度粒径小的前驱液进行表面精修,可以大幅提高涂覆效率.

电沉积法制备Ni-GO复合镀层的工艺及力学性能研究

采用电沉积方法制备了镍-氧化石墨烯(Ni-GO)复合镀层,采用SEM、XRD分析了NiGO复合镀层的表面形貌、组织结构和组分含量,研究了氧化石墨烯浓度、沉积电流密度和温度对复合镀层微观结构的影响规律,并对镀层的力学性能进行了测试分析。结果表明,在沉积电流密度2 A/dm^2、氧化石墨烯浓度0.2 g/L、沉积温度50℃的工艺条件下,制备出了石墨烯在镍基体中均匀分布的镀层,制备的复合材料显微硬度达到了600 HV,约为纯镍的2倍。XRD测试结果表明加入的氧化石墨烯改善了材料的晶粒尺寸分布,抑制了镍的生长且细化了晶粒,从而提高了复合材料的力学性能。