工艺参数对AZ31B镁合金单点渐进翻边精度的影响

目的以AZ31B镁合金板为研究对象,研究初始成形角、工具直径、成形温度及层间距对单点渐进圆孔翻边精度的影响规律。方法使用有限元软件对2 mm厚的镁合金板材进行数值模拟,通过计算翻边直壁处的平均回弹量,得出不同工艺参数对单点渐进圆孔翻边直壁轮廓的影响规律。通过正交实验分析了交互作用下工艺参数对圆孔翻边直壁处平均回弹量的影响,通过极差分析确定了最优工艺参数组合,并通过实验对所得结果进行了验证。结果随着初始成形角的增大、工具直径的增大、成形温度的升高及层间距的减小,圆孔翻边制件直壁处的成形精度提高,各因素按影响程度由大到小的顺序依次为:成形温度、初始成形角、工具直径和层间距。成形精度最高的工艺参数组合如下:初始成形角为30°、工具直径为10 mm、成形温度为275℃、层间距为0.5 mm。结论采用仿真模型模拟单点渐进圆孔翻边过程具有较高的准确性,使用优化后的工艺参数得到翻边零件直壁区域的最小厚度以及平均回弹量与仿真结果误差均在3%以内,升高温度可以明显提高单点渐进圆孔翻边的制件精度。

汽车机油泵体压铸工艺数值模拟与优化

为满足汽车铝合金机油泵体压铸件高气密性和高强度的要求,解决该铸件缩松、缩孔缺陷问题,进行压铸工艺设计和优化。首先对铸件进行工艺分析,根据经验分别设计浇注排溢系统并初步选取工艺参数;再运用田口正交试验法设计了5因素4水平压铸工艺参数方案,并使用Procast进行数值模拟。将16组正交试验结果基于信噪比进行极差和方差分析,结果表明,模具温度对缩松缩孔的影响最为显著,5因素的最优工艺参数为:浇注温度650℃、模具温度240℃、慢/快压射距离200 mm/60 mm、快压射速度为3.0 m/s、慢压射速度为0.2 m/s。数值模拟结果显示,该工艺参数组合下铸件缩松、缩孔体积为1.067 cm^(3),较优化前降低了26.5%。试模结果表明,铸件外观完好,关键部位X射线探伤显示无明显缩孔;采用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对铸件进行组织观察,发现铸件各区域组织致密;力学性能测试表明,压铸件显微硬度大于HV85,同等工艺下试棒平均拉伸强度为253.36 MPa,铸件满足使用要求。

过共析钢高速线材生产工艺浅析

过共析钢高速线材被广泛用于巨型结构、混凝土轨枕,预应力钢丝等领域。通过从钢坯质量控制、轧制控制和冷却控制三个方面对过共析钢高速线材生产工艺进行了浅析,为生产出优异的过共析钢高速线材提供了思路。

磁控溅射技术制备氮化钛薄膜的研究进展

氮化钛薄膜具有出色的涂层性能,如高硬度、低电阻率和良好的耐蚀耐磨性等,在汽车、航空航天和生物医学中有着广泛的应用。磁控溅射技术因其成本低、沉积速率高以及绿色环保等优势,成为氮化钛薄膜制备的主要技术之一。综述了磁控溅射工艺参数对氮化钛薄膜择优取向、晶粒大小、膜层厚度、相组成和力学性能等的影响规律和作用机制。另外,还讨论了掺杂元素的种类、浓度和不同的退火温度对氮化钛薄膜组织结构与性能的影响。最后,提出了磁控溅射制备氮化钛薄膜的研究难点,并展望了未来磁控溅射技术制备氮化钛薄膜的发展方向。

单点渐进成形镁合金板成形极限及微观组织演化的研究进展

简要地介绍了单点渐进成形工艺的技术原理及特点。结合文献的研究结果,总结了单点渐进成形中不同工艺参数对镁合金板成形极限及微观组织演化的影响规律。展望了在其他成形条件下镁合金单点渐进成形性能的研究。

渐进成形不同热辅助工艺对制件微观结构影响的研究进展

渐进成形作为一种先进的柔性成形技术获得了当今学者的广泛关注,然而传统渐进成形工艺难以对室温环境下整体延展性较差的板料进行加工成形,研究人员提出的不同类型热辅助工艺可以通过提高板料温度环境进而有效改善上述问题。对热辅助渐进成形体系进行了简要概述,按照渐进成形加热方式的不同将热辅助工艺分为热介质加热、电辅助加热、热辐射加热和其他方式加热4个大类,在此基础上综述了不同学者在热辅助渐进成形工艺方面的学术成果,并基于不同类型的热辅助工艺,结合微观层面总结了温度对板料成形性的影响。在热渐进成形加工过程中,材料处在多场耦合作用的复杂情况下,其中热场是导致板料微观组织变化的主要原因,辅助工艺提供的额外热源有利于材料组织发生演变,最终显著改善了材料的成形性,进而提高了零件的成形极限。最后,针对不同类型的热辅助方式在供热范围与温度均匀性等工艺方面不尽相同的问题,作出了简要评价。

热渐进成形中加热方式及其测温方法的研究进展

渐进成形是一种先进的制造技术,可满足小批量产品高精高效的生产需求。在航天航空、电子及精密仪器领域中的部件通常具有轻质高强的特点,但在室温下整体延展性较差的材料(钛合金、镁合金、铝合金)很难通过传统的渐进成形方法来成形,使用热辅助方法就显得尤为重要。简要介绍了渐进成形技术的发展及成形原理,并综述了国内外研究学者在热渐进成形技术中使用的加热方法,将其分为两种类型:整体加热和局部加热,进一步对比分析了两种加热方式的优缺点,其中,电加热方式适用范围较广且加热温度较高,加之其设备结构简单,具有较大的应用前景。在此基础上,针对不同加热方式,综述了相应的成形装置及温度测控方式,测温方式分为接触式测温和非接触式测温。对比两种测量方法,接触式测温精度高且测温范围较大,但难以测量运动中物体的温度;非接触式测温通常用于测量运动中的物体和小范围内的温度,并且不会对被测物体的温度场造成影响,但其制造成本较高且测量精度相对较低。分析了各种成形装置及温度测控系统的适应工况,将温度控制在材料成形的最佳温度附近可以提高材料的成形性和成形精度。

单点渐进成形工艺参数对正五边锥形件壁厚的影响

目的 利用数值模拟方法研究单点渐进成形工艺参数对制件成形区最小壁厚的影响规律,得出最优工艺参数组合,提高制件的成形质量。方法 在对2024铝合金正五边锥形件建立有模单点渐进成形数值仿真模型的基础上,对进给率、层间距、成形工具头直径和摩擦因数对制件成形区最小壁厚的影响进行单因素和正交试验分析,并通过物理试验对仿真优化后的工艺参数组合进行验证。结果 正五边锥形件单点渐进成形加工过程中,最小壁厚与进给率、层间距成反比,与成形工具头直径成正比,而摩擦因数对最小壁厚的影响较小;各工艺参数对最小壁厚的影响程度为进给率>层间距>成形工具头直径>摩擦因数;最佳工艺参数为成形头直径9 mm、进给率200 mm/min、加工层间距0.2 mm和摩擦因数0.1。结论 通过有限元仿真得出了单点渐进有模成形工艺对制件最小壁厚的影响规律,通过正交试验分析得出了正五边锥形件单点渐进有模成形最佳工艺参数组合,利用该参数组合可以得到壁厚较为均匀的正五边锥形件。

铝合金机油泵盖压铸模浇注及溢流系统仿真优化设计

为了高效、高质量生产某汽车发动机机油泵盖,针对泵盖零件特征并基于压铸理论和经验设计了3种理论上可行的浇注与排溢系统方案,然后利用ProCAST软件模拟铸件的充型及凝固过程。充型过程模拟发现铸件顶部易产生卷气,因此提出在此处增设一个溢流槽的优化方案。铸件凝固仿真发现,消除横浇道内侧溢流槽以及缩短内浇道长度,对铸件的缩松、缩孔分布无影响,还可改善横浇道内侧铸件部位的散热、减少金属液流动能量损失。方案三的浇注与排溢系统降低了卷气,试模铸件经X光探伤表明重要位置无缩孔,金相分析显示铸件各部位组织致密,晶粒度等级为4,显微硬度大于HV85,符合产品要求。

AZ31镁合金表面纳米Al_2O_3涂层的耐蚀耐磨性能研究

在AZ31表面磁控溅射单层纳米Al2O3涂层,用FESEM、TEM、XRD等分析涂层的形貌和结构,用电化学工作站和摩擦磨损实验研究了涂层的耐蚀和耐磨性能。结果表明,磁控溅射获得了界面结合良好的单层致密的纳米Al2O3陶瓷涂层,在3.5%(质量分数)NaCl溶液中腐蚀电位从-1.812V提高到了-1.298V,电流密度从2.009×10-4 A/cm2下降到了6.792×10-6 A/cm2;摩擦系数从0.21下降到了0.15,磨痕从841窄化为400μm。综上所述,磁控溅射单层纳米Al2O3涂层显著地改善了镁合金的耐腐蚀和耐磨损性能。

镁合金表面功能涂层制备与界面表征技术的研究进展

随着低碳经济的发展,汽车轻量化的呼声愈来愈高。镁合金作为最有前景的轻量化材料之一,其表面防腐功能涂层的研究已经越来越受到人们的重视。简要介绍了物理方法和化学方法制备镁基表面防腐功能涂层的工艺技术特点,重点讨论了衡量涂层质量的现行标准以及现有的各种测量界面结合强度的方法,特别是界面应变能释放率定量分析的方法,文中结合自己的实验结果进行了分析。

从工艺参数角度探讨AZ系镁合金表面磁控溅射单层铝及氧化铝膜的耐腐蚀和耐磨损性能

AZ系镁合金在工业领域具有广阔的应用前景,但其耐腐蚀性能和耐磨损性能差阻碍了其发展。绿色环保的磁控溅射表面涂覆技术是防止镁合金腐蚀和磨损的方法之一。简要地介绍了磁控溅射镀膜技术的原理及特点,评述了当今磁控溅射的重要发展。结合近几年的实验研究,回顾和总结了溅射沉积薄膜技术的发展历程和应用现状,重点分析了溅射工艺参数对薄膜耐腐蚀和耐磨损性能的影响。最后,展望了磁控溅射技术未来的发展趋势。

AZ31镁合金表面纳米陶瓷涂层的组织与力学性能分析

为改善镁合金表面的耐磨性能,采用磁控溅射工艺在AZ31镁合金表面制备了纳米Al203陶瓷涂层。用XRD、SEM-EDS等分析了涂层的结构和形貌,用正交试验讨论了温度、功率、时间对涂层表面硬度的影响规律。结果表明,影响纳米Al2O3膜硬度和耐磨性的因素是溅射功率和溅射时间,最佳的工艺为80℃,200W,3h。采用本工艺技术,材料表面主要为2～10um厚、30nm左右的粒状δ-Al2O3致密层,表层硬度从基体767MPa提高为1 360MPa,提高了77.31%。

单点渐进成形工艺参数对制件表面质量影响的研究进展

简要介绍了单点渐进成形技术的发展及成形机理,结合国内外研究学者基于不同工艺参数和基材所得制件的表面质量进行了相关分析及归纳总结。制件的表面质量用表面粗糙度进行衡量。研究表明,随着刀具直径的增大,制件表面粗糙度减小;随着层间下压量和初始板材厚度的增大,制件表面质量变差;摩擦润滑条件对制件表面质量也有很大影响,应适当减小摩擦以减小表面粗糙度,并且对于不同的板材应选择合适的润滑油以提高表面质量;进给速度对制件表面质量的影响并无统一规律,但适当选用较低的进给速度能有效保证制件的表面质量。

石墨烯及其衍生物在防腐蚀领域中的研究进展

石墨烯及其衍生物对腐蚀介质具有良好的屏蔽性能。石墨烯化学惰性低、物理性质出色,且其衍生物氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、石墨烯量子点和氧化石墨烯量子点,具有表面官能团丰富、易于改性以及分散性良好的特点,因此在防腐蚀领域中受到越来越多的科研人员关注。综述了石墨烯耐蚀薄膜和石墨烯衍生物耐蚀复合涂层的研究进展。介绍了“自下而上”和“自上而下”两种石墨烯及其衍生物的主要制备方法,并分别介绍了其在防腐蚀领域中的耐蚀性能和耐蚀机理。概述了石墨烯耐蚀薄膜由于自身的结构缺陷和基体的碳溶解度等原因,造成薄膜无法长期提供防腐蚀保护和不能在众多金属表面直接应用的主要问题,并且针对存在的问题归纳和探讨了新型薄膜制备方法、薄膜结构设计和薄膜参数优化3种主要解决方法。整理了石墨烯衍生物纳米填料在防腐蚀领域中的主要应用方式,包括防腐蚀有机涂料、电沉积和水热法等。还阐述了由于石墨烯纳米填料之间的相互作用力和自身疏水性导致其在涂层内部分散性差的问题,并且分别对氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、石墨烯/氧化石墨烯量子点3类纳米填料的优缺点和改性方式进行了综合介绍和分析,探究了纳米填料通过共价结合、静电吸附等改性方式在分散性和疏水性等方面上的提升方法,以及通过锌离子和导电聚合物的电化学保护作用在纳米填料复合涂层长期防腐蚀性能上的改善途径。最后,对石墨烯及其衍生物在防腐蚀领域中仍然存在的问题和发展趋势进行了总结和展望。

基于计算流体动力学的陶瓷膜过滤过程模拟研究进展

陶瓷膜过滤技术具有经济高效、过滤稳定、环境适应性强等优势,在水处理、气体过滤、化工、医药及食品生产等众多领域有着广泛应用,并且在分离、澄清、纯化、浓缩、除菌、除盐等生产工艺过程中展现出巨大潜力。然而,在过滤过程中,原料中的有机物、无机盐、胶体粒子和污泥絮体等物质在膜表面或膜孔中的吸附和沉积作用会导致膜污染。膜污染是阻碍陶瓷膜过滤技术发展的主要问题之一。通过计算流体动力学(CFD)模拟仿真对陶瓷膜过滤过程的渗透机理、膜污染机理及浓差极化机理等进行探讨是一种经济有效的研究方法。现已经能通过CFD控制方程和压降模型、颗粒运动模型、颗粒沉积模型、传质模型及串联阻力模型等CFD模型对陶瓷膜过滤过程的渗透、膜污染及浓差极化等现象进行模拟和预测;通过对仿真结果的分析讨论,加深对膜过滤过程的机理研究。此外,研究者们通过CFD数值模拟,研究陶瓷膜元件和膜组件结构、过滤工艺参数以及过滤器结构等参数对陶瓷膜过滤性能的影响规律,并进行参数优化,来提高陶瓷膜过滤性能,如降低污染速率、提高过滤效率、延长膜清洗周期和膜使用寿命等。本文介绍了CFD技术的原理和优势;评述了CFD技术在陶瓷膜及膜组件结构优化和过滤过程中膜污染的研究进展;讨论了在膜污染过程的模拟中所用到的相关CFD模型;重点分析了陶瓷膜过滤过程中的膜结构、操作参数和过滤器结构等工艺参数对陶瓷膜内部压力分布、浓差极化、渗透速度及流场分布等流体特性的影响规律。最后展望了陶瓷膜过滤过程CFD模拟仿真的发展趋势。

机械研磨金属表面纳米化的研究进展

在表面机械处理(SMAT)方式下,材料表面可以通过强烈塑性变形而实现纳米化,获得表面为纳米晶、晶粒尺寸沿厚度方向逐渐增大的梯度结构。表面纳米化可以使材料表面硬度提高且整体力学性能得到改善。同时材料表面活性得到极大地提高,为进一步化学处理提供良好的条件。从SMAT的基本原理、制备技术、纳米化机理、结构性能和化学处理等方面介绍了表面机械纳米化研究工作已取得的进展。

钢铁表面纯锆盐转化膜技术研究现状与进展

锆盐转化膜技术是一种十分重要的环境友好型钢铁表面处理技术,有望完全取代磷酸盐和铬酸盐转化技术。锆盐转化膜的耐蚀性与磷酸盐和铬酸盐转化膜接近,对有机涂层和钢铁基体有着优异的附着力。从纯锆盐转化基本原理、锆盐体系选择、制备方法、转化工艺参数控制、膜层形貌与结构、膜层耐蚀行为、膜层与后续涂层的附着力等方面,对国内外钢铁表面纯锆盐转化膜技术的研究进展和成果进行了综述。纯锆盐转化技术采用的转化液以氟锆酸及其盐为主,制备方法主要是浸渍法。为了获得质量稳定的纯锆盐转化膜,需要控制工艺参数:Zr^(4+)体积分数3%~5%,pH值3.5~4.5,转化时间90 s左右,温度20~35℃。锆盐转化膜一般为100~350 nm厚的双层结构,由纳米颗粒、小结节和聚集体构成,这种结构发挥的锚固作用会显著增加基体与后续涂层的结合强度。但是,锆盐转化成膜机理不够成熟,工艺欠稳定,在实际工业生产应用中仍面临挑战。所以,成膜机制和工艺稳定性的深入探究是未来锆盐转化膜的重点研究方向。

溶胶-凝胶涂层在镁合金腐蚀防护应用中的研究进展

镁合金是21世纪最富开发和应用潜力的优异绿色工程材料之一,但耐蚀性差成为制约其广泛应用的瓶颈。选择和开发合适的表面防护涂层可以有效提高镁合金表面的耐蚀性能。溶胶-凝胶涂层技术凭借其工艺简单、膜层成分结构可控、耐蚀性能优良等优点近年来在镁合金表面的腐蚀防护应用中得到重视。将用溶胶-凝胶技术在镁合金表面制备防腐蚀涂层的研究成果按照有机/无机杂化涂层、缓蚀因子/杂化涂层、电化学氧化/杂化涂层、化学转化/杂化涂层的分类方法进行了分析总结。这些涂层体系各具特色,其中含缓蚀因子的杂化涂层具备自修复能力,化学转化和电化学氧化杂化涂层的附着力突出,而单一涂层更容易破坏。在未来,镁合金表面溶胶-凝胶防护涂层的研究工作仍以有效结合现有的表面处理技术开发长效高耐蚀复合涂层为重心。

固溶温度对高氮节镍型双相不锈钢组织与性能的影响

开发了一种新型的高氮节镍型双相不锈钢,研究了固溶温度对其组织性能的影响。结果表明:经1050~1150℃固溶处理后,试验钢组织为铁素体和奥氏体,具有较好的相平衡及组织稳定性;奥氏体相纳米硬度大于铁素体相,且两相在靠近相界处的纳米硬度值要高于相内纳米硬度值。经1100℃固溶处理30 min后,该钢具有最优化的力学性能,屈服强度为546 MPa,抗拉强度为781 MPa,伸长率达到40.1%。