数值模拟和稀土调控改性结合优化铝合金表面激光熔覆

目的改善铝合金激光熔覆后强化层的缺陷,丰富铝合金表面激光熔覆裂纹形成机理及防止措施的基础理论。方法将优化激光熔覆的工艺参数和稀土调控改性相结合,通过ANSYS14.0有限元分析软件,对6063铝合金表面激光熔覆制备Ni60合金强化层的过程进行温度场和应力场的数值模拟,从而为铝合金激光熔覆的工艺参数优化提供参考,并通过实验对工艺参数进行了优化。然后在6063铝合金表面,采用优化的最佳工艺参数激光熔覆Ni60+稀土Y2O3的合金粉末,研究不同稀土含量对强化层的影响,获得最佳的稀土含量,探讨激光熔覆裂纹形成机理和防控措施。结果通过有限元模拟,优化激光熔覆工艺参数后,制备不同稀土含量的铝合金强化层。未加入稀土时,Ni60强化层中出现大量的气孔和裂纹;当稀土含量少于4%时,强化层的气孔和裂纹数量随稀土含量的增加而减少;当稀土含量为4%~5%时,强化层厚度达到1000μm,截面形貌无明显气孔、裂纹,截面形貌较好;当稀土含量超过5%时,气孔和开裂现象增加。通过对强化层残余应力进行模拟分析,铝合金激光熔覆强化层开裂的形成机理为凝固裂纹和液化裂纹。结论将有限元数值模拟优化激光熔覆的工艺参数和稀土调控改性结合起来,可以很好地改善铝合金表面激光强化层开裂的问题。

不同温度固溶+时效处理对6082铝合金锻件组织和摩擦磨损性能的影响

在锻造成型6082铝合金控制臂心部取样,进行(510~590℃)固溶+175℃时效处理,研究了固溶温度对组织、硬度以及在2.8,6.8 N载荷下摩擦磨损性能的影响。结果表明:热处理提高了合金的硬度和耐磨性能;随着固溶温度升高,合金硬度增大,温度为550℃时,合金晶粒最细小,硬度最高,温度继续升高,晶粒粗化,硬度降低;在2种载荷下,550℃固溶时的磨损体积均最小;2种载荷下不同热处理试样的磨损机制均为磨粒磨损,磨损表面均形成了微裂纹和犁沟。

高能束制备关键零部件超硬涂层技术及应用

材料的摩擦磨损、腐蚀等失效形式大都从表面开始,为提高其表面性能,采用表面改性技术制备耐摩擦磨损、耐腐蚀和耐高温的超硬涂层,在满足使用要求的同时,还可节约资源,符合可持续发展战略.耐摩擦磨损、耐腐蚀和耐高温涂层材料对于航空航天、机械设备、汽车零部件和工模具等制造业领域的发展至关重要.但是,我国对相关的研究起步较晚,技术不够成熟,同时还受到国外技术的封锁,成为制约制造业发展的"瓶颈".高能束表面强化技术(包含激光表面强化、等离子固态表面冶金、磁控溅射及多弧离子镀等技术),是近年来发展迅速的表面改性新技术,相较于传统表面改性技术具有更多优势.

铝合金控制臂锻造工艺及模具有限元模拟优化

为解决锻造铝合金控制臂的产品质量低、试验优化周期长等问题,以某型号汽车铝合金控制臂典型零件为研究对象,采用逆向工程手段优化终锻件的结构设计,结合Forge有限元分析计算软件进一步优化工艺方案及模具结构,并进行试生产验证。试生产结果表明:优化工艺方案及模具结构后,锻件填充性良好,无折叠和缩孔缺陷,材料利用率提高了11%。对试生产样件进行宏观分析及力学性能测试,分析结果表明:热处理后试样的组织均匀、晶粒细小、力学性能明显提高。前述基于有限元模拟和逆向工程结合的锻造工艺与模具结构优化方法,能够有效地提高产品合格率、材料利用率,缩短试验周期,降低生产成本,为此类零件锻造工艺的制定提供了重要参考。