工业机器人磨抛柔性加工单元磨削参数识别方法优化试验

为解决工业机器人磨抛柔性加工单元因砂带磨损导致工件磨削量减少、被加工工件表面质量一致性差的问题,提出建立基于砂带磨削参数识别方法,以此作为判断砂带磨损程度依据,并进行相应的补偿。在分析砂带磨削参数的理论基础上,设计基于磨削力、磨削深度、砂带粗糙度、砂带厚度、磨削量5种不同的磨削参数识别方法,并通过试验测试,分析优化出砂带磨削参数识别方法,即通过调整磨削参数,补偿因砂带磨损而减少的工件磨削量,可有效保证加工表面一致性。

Al_(2)O_(3)对铝熔体中杂质Fe扩散行为影响的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法从均方位移、自扩散系数、径向分布函数、配位数等方面分析研究了Al_(2)O_(3)对铝熔体中杂质Fe扩散行为的影响规律。结果表明:Al_(2)O_(3)是影响铝熔体中杂质Fe扩散和富集的关键因素,随着Al_(2)O_(3)含量的增加,杂质Fe的均方位移随之下降,且随着时间的延长,均方位移的增加幅度减小,扩散系数从0.173×10^(−8)m^(2)/s下降到0.037×10^(−8)m^(2)/s,即Al_(2)O_(3)含量的增加阻碍了杂质Fe的扩散,且Al2O3含量阻碍杂质Fe扩散行为的倾向随着时间的延长而加剧。同时,随Al_(2)O_(3)含量的增加,径向分布函数曲线发生明显变化,曲线第一峰的高度逐渐变高,即Fe原子配位数逐渐增加,杂质Fe的聚集程度增加。分析认为Al_(2)O_(3)的存在破坏了铝熔体中原子的有序排布,改变了Fe原子的晶格畸变能和熔体的黏度,造成杂质Fe的扩散困难;Al_(2)O_(3)有利于杂质Fe的富集,为富Fe相的形成创造了有利条件。杂质Fe在铝合金组织中常以富Fe相依附于Al_(2)O_(3)周围,Al_(2)O_(3)可作为异质基底促进富Fe相的形核和生长;杂质Fe的存在形态与Al_(2)O_(3)含量有直接关系,Al_(2)O_(3)含量的减少有利于降低杂质Fe在铝熔体中的富集倾向,从而降低形成团聚的粗大富Fe相的可能性。这与分子动力学模拟结果相吻合,也说明模拟方法是可行的。

选区激光熔化成形工艺对多孔TC4钛合金显微组织的影响

采用Rhino软件构建了泰森多边形不规则多孔结构,利用选区激光熔化(SLM)技术成形多孔TC4钛合金,研究了激光功率(180,200,220 W)、扫描速度(1200,1600,2000 mm·s^(-1))、扫描间距(80,100,120μm)对其显微组织的影响。结果表明:随着激光功率的增大、扫描速度的减小或扫描间距的增大,SLM成形多孔TC4钛合金实体部分的微观孔洞缺陷数量和尺寸减小,相对密度提高,扫描速度是影响缺陷生成的主要原因;在激光功率220 W、扫描速度1200 mm·s^(-1)、扫描间距120μm条件下钛合金具有最少的微观孔洞缺陷,其相对密度可达99.2%。靠近多孔结构孔隙部分的截面存在等轴晶和平行于基板表面的柱状晶,而远离孔隙部分的组织主要由β柱状晶组成,柱状晶内部为与其长轴成±45°且平行排列的初生针状马氏体;随着激光功率的减小、扫描速度的增大或扫描间距的减小,柱状晶的宽度和初生马氏体的长度均减小,扫描间距对显微组织的影响更大。

基于第一性原理分析铈对Al-Ti-B-Ce中间合金中TiB_(2)界面行为的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理,通过筛选建立了以8种最主要的高对称性原子堆垛方式形成的TiB_(2)(0001)//TiB_(2)(0001)界面模型,计算了Al-Ti-B中间合金中掺杂稀土铈前后该界面的黏附功以及铈在界面处的偏聚焓和在(0001)面的吸附能,分析了铈对TiB_(2)界面行为的影响。结果表明:细化剂中掺杂铈后由2个以钛原子为终端的表面通过心位方式堆垛形成的界面和由以钛原子为终端的表面与以硼原子为终端的表面通过心位堆垛形成的界面的黏附功降低,有助于TiB_(2)弥散分布;铈在该界面处的偏聚焓为正值,无法自发偏聚到界面处,铈在TiB_(2)(0001)表面上具有较高的吸附能,可抑制TiB_(2)在此面的堆垛生长。

AlTiBRE中间合金中各元素含量优化及RE作用分析

采用氟盐法制备工艺,并用正交试验法对新型细化剂AlTiBRE中间合金中各元素的比例(含量)进行优化试验,同时采用OM、SEM、EDAX等进行细化相粒子存在形态和成分分析。结果表明,各元素含量对该合金细化相粒子存在形态有明显影响,其中Ti含量影响最为显著;由5%Ti、1%B、0.5%RE合金元素组成的中间合金细化相粒子分散性最好,其中TiAl3相呈细小块状,均匀弥散分布于铝基体中,可进一步提高该类细化剂细化效果;此外还探讨了RE在该细化剂制备过程中的作用,指出RE主要阻碍TiB2和TiAl3聚集,起到细化TiB2和TiAl3颗粒作用,还可对该合金熔炼过程中起一定净化作用,保证合金熔体冶金质量。

Al-5Ti-1B-0.5RE对A356铝合金的细化效果

探讨了Al-5Ti-1B-0.5RE中间合金对A356铝合金的细化效果,并用OM、SEM、EDAX等进行微观组织观察分析。结果表明,该中间合金对A356铝合金不仅具有明显的晶粒细化效果,且具有显著的细化枝晶作用;RE对该中间合金的细化效果起到了重要作用,即该中间合金中(AlTiRE)相在铝液中不稳定,很快分解释放出RE元素,降低了表面能,减少了TiB2相的聚集倾向,增加了形核粒子的数量;同时RE易吸附偏聚在铝熔体的晶界和相界面上,阻碍TiAl3相的生长,阻止针条状TiAl3相的形成,也增加了形核几率。此外,RE的加入可有效保证该细化剂及铝熔体的冶金质量,在一定程度上也增强了该细化剂的细化效果。

Al5Ti1B0.5RE中间合金在A356铝合金中的细化效果及RE的作用

探讨了Al5Ti1B0.5RE中间合金对A356铝合金的细化效果,并用OM、SEM、EDAX等进行微观组织观察分析。结果表明,该中间合金对A356铝合金不仅具有明显的晶粒细化效果,且具有显著的细化枝晶作用;RE对该中间合金的细化效果起到了重要作用,即该中间合金中AlTiRE相在铝液中不稳定,很快被分解释放出RE元素,降低了表面能,减少了TiB2相的聚集倾向,增加了形核粒子的数量;同时RE易吸附偏聚在铝熔体的晶界和相界面上,阻碍TiAl3相的生长,阻止针条状TiAl3相的形成,也增加了成核几率。此外,RE的加入可有效保证该细化剂及铝熔体的冶金质量,在一定程度上也增强了该细化剂的细化效果。

高效排杂熔剂对6063铝合金的净化效果试验

用环保高效排杂净化熔剂对6063铝合金进行净化处理,并用OM、DTA、XRD、SEM等探讨了该熔剂的净化效果及对提高该材料力学性能的作用。结果表明:采用XRJ 2熔剂在特定的过滤处理工艺条件下,其排杂净化效果显著,除杂率和气孔降低率分别达52.26%和86.05%。

高效熔剂净化对提高A356铝合金冶金质量和性能的作用

用自行设计的高效排杂净化熔剂对A356铝合金进行净化处理,并用OM、SEM及拉伸性能试验等探讨了该熔剂的净化效果及对提高该材料力学性能的作用。结果表明:RJ-5熔剂的密度和熔点都较其他几种熔剂低,其在特定的过滤处理工艺条件下的排杂净化效果显著,除杂率和气孔降低率分别达52.26%和86.05%;还同时兼有细化和变质的作用,从而使材料的力学性能、尤其是塑性得到了较大幅度的提高(δ的提高幅度达187%)

新型Al Ti BRE中间合金细化剂的微观组织特征分析

用OM、XRD、SEM、EDAX等对经不同制备工艺获得的AlTiB和新型AlTiBRE中间合金细化剂进行了微观组织的观察分析比较。结果表明:Al5TiBRE中间合金中细化相主要为TiAl3和TiB2,还存在着不稳定的(AlTiRE)相;Al5TiBRE中间合金中细化相质点的分布形态优于Al3TiBRE中间合金;氟盐法所制备的Al5TiBRE中间合金中细化相的分布更为均匀弥散与细小,优于纯Ti粉颗粒法制备的Al5TiBRE中间合金的组织。

高成形性罐用铝材热变形过程的微观组织观察

用动态热模拟试验技术,对经高效熔体综合处理的高成形性易拉罐用铝材进行高温等温压缩变形试验,并用OM、TEM观察分析了该材料在热变形过程中微观组织特征。结果表明,变形温度和应变速率对该铝材微观组织特征均有显著影响。变形温度低时,仅发生动态回复,而当变形温度高于400℃时,发生了完全动态再结晶,可获得等轴均匀的晶粒;在较低和高的应变速率条件下,均发生了完全动态再结晶,但这两种条件下存在不同的再结晶机理,而应变速率为1.0s-1和5.0s-1时,仅发生动态回复;变形量较小时,显微组织变化不明显,变形量增大后,发生完全动态再结晶,若继续增大变形量,则晶粒组织将被拉长。

A356铝合金的高效排杂熔剂及其净化效果

用自行设计的高效排杂净化熔剂对356铝合金进行净化处理,并用OM、SEM及拉伸性能试验等探讨了该熔剂的净化效果及对提高该材料力学性能的作用。结果表明:RJ-5熔剂的密度和熔点都较其他几种熔剂低,其在特定的过滤处理工艺条件下的排杂净化效果显著,除杂率和气孔降低率分别达52.26%和86.05%;还同时兼有细化和变质的作用,从而使材料的力学性能、尤其是塑性得到了较大幅度的提高(涞奶岣叻却?87%)

3003铝合金热变形行为

采用不同熔体处理工艺获得3种不同冶金质量的3003铝合金,通过Gleeble-1500热模拟试验机对3003铝合金进行变形温度为300℃~500℃,应变速率为0.01s-1~10s-1高温等温压缩实验。结果表明,3003铝合金具有正的应变速率敏感性,热变形激活能Q与含杂量H呈线性关系,经高效综合处理的3003铝合金热变形激活能最低为174.62kJ.mol-1,有利于材料热塑性变形。采用加工硬化率计算不同熔体处理的3003铝合金的临界应变值,获得了经不同熔体处理的3003铝合金发生动态再结晶的临界条件。

铝熔体高效净化的理论及净化处理技术的现状分析

在杂气关系分析的基础上,提出"排杂是除气的基础,排杂为主,除气为辅"的铝液净化原则,根据此研究开发出熔剂过滤净化方法及相应的高效排杂净化熔剂,分析讨论国内、国外净化处理技术的发展现状及存在问题,提出提高铝熔体净化效果的技术途径。

铝熔体处理及其关键技术的研究与应用实践

分析了铝熔体处理的重要性和意义,以及高效铝熔体处理的理论及其关键技术,并进一步探讨了铝熔体高效净化、富Fe杂质相变质和晶粒细化处理技术的效果及其相互关系。提出"净化是铝熔体处理的关键,是细化和变质的基础"的熔体处理原则;据此研究获得了铝熔体高效综合处理技术,并在高性能罐用铝材等多种材料的制备中得到实际应用,显著地提高了铝材的冶金质量,从而使其力学性能、尤其是塑性得到了较大幅度的提高,有利于其后续的轧制加工及产品的最终性能的提高。该技术对其他高性能铝材也具有直接的应用价值。

熔炼温度与静置时间对A356铝合金净化效果的影响

在对比不同熔剂对A356铝合金净化效果的基础上,研究了熔炼温度与保温静置时间对净化效果的影响。结果表明,排杂熔剂具有较好的除气除杂效果,随着净化处理温度的升高,排杂熔剂净化处理后的铝合金含杂量与含气量变化比较平稳,保持在一个较低水平;随着保温静置时间的延长,铝液中的含杂含气量保持比较稳定。

NaCl-KCl基排杂熔剂对A356铝合金熔体的净化及净化后的组织和性能

在NaCl-KCl基净化熔剂中分别添加10%NaF、10%NaF+2%Na2SO4+4%Na2CO3、3%NaF+2%Na2SO4+4%Na2CO3+7%Na3AlF6(均为质量分数)制备得到3种排杂熔剂(熔剂Ⅰ、熔剂Ⅱ、熔剂Ⅲ),并对A356铝合金熔体进行净化处理,研究了不同熔剂的净化效果及净化后合金的显微组织和拉伸性能。结果表明:3种排杂熔剂均提高了铝合金的冶金质量,净化处理后的组织中夹杂物含量减少、尺寸减小,铝液中的氢含量降低,合金的抗拉强度和伸长率提高;熔剂Ⅲ的净化效果最佳,且最佳添加量(质量分数)为2%,净化处理后的基体组织均为等轴晶,主要断裂模式为穿晶微孔(韧窝)聚集型韧性断裂。

净化方法对1235铝合金热变形材料常数的影响

采用动态热模拟试验技术对经不同净化方法处理的1235铝合金进行热压缩变形试验,用多元回归法直接求解该合金的热变形材料常数,并重点分析夹杂物含量对热变形材料常数的影响规律。结果表明,净化处理效果对1235铝合金的热变形材料常数、尤其是热变形激活能有着显著影响,处理效果越好,热变形激活能(Q)就越低。经高效净化处理的1235铝合金的含杂量最低,Q值也最小(149.51kJ/mol),具有很好的热塑性变形性能;含杂量与热变形激活能具有正的线性相关性,含杂量越低,热变形激活能也就越低。产生这种影响的原因主要在于氧化夹杂物(Al2O3等)在铝材热变形过程中对位错产生钉扎作用,限制了位错的束集,增大了扩展位错的宽度,使铝合金的层错能降低,位错不易产生交滑移,从而使其热变形激活能增大。

排杂熔剂及其加入量对铸造铝轮毂的净化效果研究

研究了不同净化熔剂对轮毂用A356铝合金的净化效果,探讨了排杂熔剂的添加量对净化效果的影响。实验结果表明,采用排杂熔剂处理A356铝合金的除氢率与除杂率高,净化效果优于常规熔剂。熔剂的加入量对净化效果具有重要影响,排杂熔剂加入量为2%时除杂率高达71.05%,除氢率为45.45%,铸锭表现出良好的抗拉强度与延伸率。

添加微量稀土对提高电工用铜母线性能的作用

在纯铜熔体中以Al-RE中间合金形式加入富Ce混合稀土,探讨了RE加入量对电工用铜母线铸态组织、力学性能和导电性的影响规律。结果表明:纯铜基体的纯净度随RE加入量的增加而明显提高,当w(RE)=0.02%时,结晶组织最为细小,力学性能得到改善;添加RE可显著改善纯铜的导电性,其影响作用取决于稀土化合物的分布状态及基体的纯净度,当w(RE)>0.02%后,导电率略为降低。当w(RE)=0.05%,可使纯铜获得较理想的综合性能,基本满足高强高韧高导铜母线的生产要求。