弧电流对电弧离子镀CrN硬质涂层组织性能的影响

采用电弧离子镀技术在钛合金表面制备CrN涂层,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及透射电镜(TEM)分析了弧电流对涂层组织结构以及力学性能的影响。结果表明,随着弧电流的升高,涂层沉积速率增大,表面熔滴的数量及尺寸增大,表面平整度明显下降。不同弧电流条件下均沉积出CrN单相涂层。弧电流改变了粒子、离子的轰击作用,从而影响到涂层表面的能量状态,CrN涂层的择优生长由(111)变为(200),(220)。随着弧电流的增加,CrN涂层的硬度先增大后减小,而涂层与基材间的结合力以及涂层的摩擦系数逐渐增大。弧电流为65A时涂层生长具有较高的沉积速率和较低的沉积温度,可获得尺寸较小的涂层组织。

弧电流对多弧离子镀TiN涂层形貌及力学性能的影响

采用多弧离子镀膜技术在硬质合金基体表面沉积TiN涂层，研究了60-140A弧电流对TiN涂层的表面形貌和力学性能的影响。使用扫描电子显微镜、扫描探针显微镜对涂层的形貌进行观察，使用自动划痕仪、纳米压痕仪对涂层的力学性能进行检测。研究结果表明：随着弧电流的增加，涂层的沉积速率呈现非线性增长，涂层组织中的晶粒逐渐长大并聚集。弧电流在120-140A时，涂层的组织由球形晶粒向平板状晶粒转变。随着弧电流的增加，附着力呈先增大后减小趋势，附着力在80A时最大，为123.3N；显微硬度呈增大趋势，但在60-100A时硬度增加较小，超过100A，硬度显著提高，140A时最大，为3051HV。

弧电流对多弧离子镀TiAlN涂层表面形貌和性能的影响

为优化TiAlN涂层的沉积参数,采用多弧离子镀技术在不同弧电流条件下于锆合金表面制备TiAlN涂层。利用扫描电子显微镜、能量色散X射线谱、高温热处理炉、划痕仪和X射线衍射仪分析弧电流对TiAlN涂层表面形貌、元素成分、高温抗氧化性、膜基结合力及物相结构的影响。结果表明:随着弧电流的升高,TiAlN涂层表面大颗粒数目逐渐增多,但涂层变得更加致密、孔隙率逐渐降低;弧电流为70 A时所制备的涂层高温抗氧化性能最好;膜基结合力随着弧电流的增加呈现出先增大后减小的趋势,弧电流为60 A时所制备的涂层膜基结合力最大,为32 N;弧电流为50 A时,涂层中物相Ti3AlN在(111)晶面、物相AlN在(100)晶面表现出择优取向。

阴极弧电流对TiN及(TiTa)N薄膜结构和性能影响

利用电弧离子镀技术在高速钢基体上制备了TiN和(TiTa)N薄膜.采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对薄膜的微观组织结构进行了系统分析.研究结果显示:随着阴极弧电流的增加,沉积温度线性上升,薄膜由(111)织构向无择优取向转化;阴极弧电流对TiN薄膜的显微硬度影响较大,而对(TiTa)N薄膜的显微硬度无显著影响.此外,讨论了阴极弧电流对TiN和(TiTa)N薄膜的微观组织和性能的影响机制.

弧电流对多弧离子镀纯Cr涂层组织性能的影响

采用多弧离子镀技术在锆合金表面制备了纯Cr涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和划痕仪分析了弧电流对纯Cr涂层表面形貌、物相结构以及膜基结合力的影响,并采用Image J图像处理软件对纯Cr涂层表面大颗粒分布进行统计和分析。结果表明,随着弧电流的增大,纯Cr涂层表面大颗粒尺寸先增大后减小,单位面积内大颗粒数目则先减少后增多,同时纯Cr涂层的择优生长趋势由(110)晶面变为(200)晶面,且纯Cr涂层与锆合金基材的膜基结合力先减小后增大。

磁过滤真空阴极电弧技术弧电流对四面体非晶碳薄膜性能的影响

研究了磁过滤阴极真空电弧技术中不同弧电流(20~100 A),制备的四面体非晶碳薄膜性能的影响。通过对薄膜厚度、薄膜硬度、表面形貌以及sp3键含量随弧电流的变化结果进行了测试。结果表明,当弧电流从20增大至100 A,表征薄膜sp杂化碳含量的ID/IG从0.212增加到1.18,显示制备薄膜的sp3键含量逐渐减少,同时sp2键在逐渐增加。随着弧电流值上升,薄膜硬度增加,表明其值与弧电流值呈正相关性,高的弧电流使通过磁过滤器的大颗粒等离子体数增加,从而薄膜表面形貌易于沉积大颗粒,导致薄膜表面质量下降。因此,选择合适的弧电流值可优化Ta-C薄膜制备工艺,本文研究内容为工业应用中通过弧电流调整优化膜层综合性能提供参考。

主弧电流对球墨铸铁等离子束熔凝硬化组织和性能的影响

采用不同主弧电流对 QT450试样表面进行等离子改性处理，获得了球墨铸铁表面熔凝组织。采用OM，SEM，XRD和显微硬度计及X射线残余应力测定仪对等离子改性后的球铁组织形貌、显微硬度和表面残余应力进行了分析。研究结果表明：球铁经不同电流等离子表面熔凝后均可获得白口铸铁层，且组织细小。位错堆积强化在表层形成压应力，硬化层硬度较基体提高了3.5～4倍，同时在热影响区出现包围石墨球的马氏体壳组织，显著提高了基体的硬度。

不同弧电流对AlCrBN涂层结构和性能的影响

目的提高涂层刀具在高速工况下的切削寿命。方法利用电弧离子镀技术在高速钢试样块和刀具表面制备不同弧电流(60、80、100 A)的AlCrBN涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、轮廓仪、洛氏压痕仪、划痕仪、显微硬度计、球盘摩擦磨损试验仪和切削试验对涂层的微观结构和性能进行研究分析。结果AlCrBN涂层的物相成分为固溶的fcc-(Cr,Al)N相以及少量的CrB2和fcc-BN相。随着AlCrB靶弧电流由60 A增至100 A,表面粗糙度Sq值由197 nm增至208 nm,Sa值由107 nm增至113 nm;显微硬度由3574HK0.05先增至3890HK0.05,再降至3209HK0.05;结合强度Lc2由57 N增至63 N,再降至55 N,均呈现先增后减的趋势。不同弧电流制备的AlCrBN涂层的磨损率依次为0.69×10^−15、0.38×10^−15、0.84×10^−15 m^3/(N·m),涂层的磨损机理均为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。切削结果显示,AlCrBN涂层刀具在切削速度VC为60 m/min和191 m/min条件下的切削寿命均高于AlCrN涂层刀具,且80 A条件下制备的AlCrBN涂层刀具切削寿命均最长,分别为9 m和6 m。切削速度60 m/min条件下的磨损机理:初期为磨粒磨损,中期为磨粒磨损和粘着磨损,后期为粘着磨损。切削速度191 m/min条件下的磨损机理:初期和中期为磨粒磨损和粘着磨损,后期为粘着磨损。结论AlCrBN涂层刀具与AlCrN涂层刀具相比,切削性能更加优越,并且80 A条件下制备的AlCrBN涂层的综合性能最优。

弧电流对5Cr8MoVSi模具钢AlCrN涂层性能的影响

为提高冲压模具的使用寿命,利用电弧离子镀技术,在5Cr8MoVSi模具钢基体上制备不同弧电流(120、130、140 A)的AlCrN涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜、显微维氏硬度计、激光共聚焦显微镜和环块滑动摩擦磨损试验机对该涂层的组织结构和性能进行研究。结果表明:不同弧电流的AlCrN涂层,其物相成分为硬质AlN相和基体相。涂层的微观形貌、显微硬度、粗糙度和摩擦磨损性能随弧电流从120 A增至140 A。当弧电流为130 A时,制备出的AlCrN涂层综合性能最佳。

高压SF_(6)断路器电流零区测量研究综述

电流零区测量对标定评价断路器开断性能、改进断路器结构设计至关重要,设计一套高精度、便携、可靠、安全的零区测量系统一直是行业的追求,国内外研究者在测量方法和测量装置研制方面做了很多创新性工作。从高压断路器灭弧原理出发,梳理提出了零区测量的难点和关键点,综述了国内外研究者提出的测量方案及效果。综合考虑多维度产业需求,研制了一套便携性和动态特性好的零区测量系统,并在实际断路器产品试验中进行了验证。结果表明:该系统抗干扰性和重复性好,能够满足产品研发需求。结合零区测量系统研究及使用经验,提出了零区测量系统的未来展望,为后续交直流开关的研发提供参考。

电流型有源消弧法性能分析与改进

为解决传统电流型有源消弧法受对地参数测量误差影响较大、消弧困难的问题,提出一种改进型电流有源消弧法。该方法在故障后首先从中性点注入幅值为90%的配网总电容电流,以保证注入电流的负误差;再通过调整注入电流的相位,引起故障残流的变化,从而计算出准确的注入电流;随后改变注入电流的幅值和相位,将故障点电流抑制到零附近。最后通过PSCAD/EMTDC仿真实验表明,对于任意单相接地故障,均能实现可靠消弧,而且配电网线路结构变化不会对该方法的消弧性能带来影响。

钨极氩弧焊的小电流接触引弧方法

小电流接触引弧是目前钨极氩弧 (TIG)焊自动引弧的发展趋势 ,本文在分析了小电流接触引弧工作原理的基础上 ,指出影响引弧成功率的主要因素是短路电流和短路时间、热引弧电流和热引弧时间。同时 ,本文设计了一种采用单片机控制的适合于自动焊接设备的接触引弧系统。该系统具有控制精度高 ,可以很好地解决接触引弧过程中出现的夹钨等缺陷问题 ,更为优越的是该系统与弧长自动控制系统共用一套计算机硬件电路和执行机构 ,仅增加部分程序 。

铝合金微弧氧化电流密度的临界条件研究

为了改进微弧氧化能耗高、处理效率低的问题,以6061变形铝合金为试验材料,2%磷酸盐溶液为导电介质,在25℃下,利用MAO200/750微弧氧化设备对微弧氧化的电流密度和起弧时间、起弧电压和试样面积、起弧电压与占空比以及起弧时间与占空比等之间的关系进行了研究。结果表明:本工艺条件下,铝合金微弧氧化的临界电流密度为0·2A/dm2;起弧电压随试样面积的增加而呈正比增加;起弧时间随着占空比的减小而缩短;占空比越小,起弧电压越高。

短路过渡CO_2焊燃弧电流波形实时模糊调整

为改善和提高ＣＯ２ 焊接电流波形控制的工艺效果，采用以熔滴体积为目标函数，以燃弧电流脉冲宽度为调整量，以模糊控制器为核心的控制方法。在对模糊控制器设计及实现中所涉及的有关特殊问题进行充分研究的基础上，实现了对燃弧电流波形的实时模糊调整。实验结果表明，此方法简化了短路过渡ＣＯ２ 焊接参数设定，增强了焊接稳定性及对焊接条件的适应能力，改善和提高了焊接工艺效果。

机械式直流断路器弧后电流测量方法研究

目前机械式直流真空断路器是直流开断的主流方向之一,其主开关的弧后特性对其开断性能起着至关重要的作用。利用电流转移法设计了一种弧后电流的新型测量方法,并对该装置在测量机械式真空断路器弧后电流时的工作原理进行了分析。采用改进Mayr模型建立了真空电弧模型,利用MATLAB构建了机械式直流真空断路器弧后电流测量装置模型,仿真研究了转移电阻大小、主电流大小等对转移完成时刻电流值和转移电阻完全承受电流时间的影响,经过数据处理分析得到这些参数对电流转移特性的影响规律。基于得到的影响规律,确定了直流真空断路器弧后电流测量装置的参数,对研制测量装置并进行测试提供了理论基础。

高压气体断路器弧后电流特性的实验研究

弧后介质热恢复特性对断路器开断能力有着显著的影响,该文旨在通过实验手段研究不同因素对高压气体断路器弧后电流特性的影响。首先以126 kV SF6断路器为原型设计了实验样机,之后在不同触头分开时电流相位θ(20°、50°、80°),预期短路电流值I(12、18 kA)及腔体充气压力P(0.5、0.6及0.7 MPa)下进行了一系列开断实验,利用高分辨率的零区设备采集零区电弧电流。结果表明:间隙电弧重燃概率随θ增加而增大,当I=18 kA且P=0.5 MPa时,θ为20°时间隙未发生击穿,而θ分别为50°和80°时弧隙击穿且弧后电流的上升速率分别为1.03和2.08 A/μs;弧后电流及其上升速率随I的增大而增加,当θ=80°且P=0.6 MPa,I为12、18 kA时所对应的弧后电流上升速率分别为1和2.05 A/μs;当θ=80°且I=12 kA时,弧后剩余电流随着P的增大趋向于减小。气体的热开断能力与临界弧后电流存在对应关系,一定程度上可以考虑将弧后电流的临界值作为弧后热击穿的判据。

基于电流转移的断路器弧后电流测量方法

断路器的弧后电流是断路器开断性能的重要参量,为了获取高精度、低干扰的弧后电流,本文提出了一种基于真空开关、转移电阻、保护间隙和高精度电流传感器构成的弧后电流测量方法,其中真空开关负责导通大电流,在电流过零前电流转移到转移电阻上,然后利用高精度电流传感器间接测量弧后电流。建立了弧后电流装置的电流转移过程模型,分析了电流转移完成时刻和转移电流峰值受转移电阻、电流大小和真空开关刚分时刻的影响。基于仿真得到弧后电流测量装置的参数,设计了弧后电流测量装置样机,对转移电阻进行了特殊无感设计并与保护间隙实现配合保护。最后进行了10 k V真空断路器在合成回路试验中的弧后电流测量,在开断5 k A电流时,弧后电流峰值为500 m A左右,脉宽5μs,弧后测量干扰小,波形平滑。对比试验结果和前人研究成果,验证了基于电流转移原理的弧后电流测量装置的可行性和准确性。

基于电流转移特性和磁吹的新型弧后电流测量装置研制

为满足断路器开断过程中弧后电流的高精度测量,该文提出基于电流转移特性和磁吹的新型弧后电流测量方法,通过实验研究真空电弧电流转移特性和磁吹对电流转移特性的影响,得到真空电弧电流转移特性和磁吹的影响规律。进而,设计新型弧后电流测量装置的结构和智能控制系统,在合成试验中新型弧后电流测量装置的分流电阻承受最大电流小于500A,并联真空开关在主电流过零前200μs电弧熄灭,验证了弧后电流测量装置的有效性。该装置测量带宽为15MHz,测量精度为0.3%,对并联真空开关控制精度要求低。实验结果表明新型弧后电流测量装置的有效性和准确性,为断路器弧后特性研究提供有效支撑。

真空断路器瞬态恢复电压与弧后电流相互作用仿真研究

为进一步理解真空断路器开断过程中的电流零区现象,仿真分析了真空断路器开断短路故障和切除电容器组时瞬态恢复电压(transient recovery voltage,TRV)和弧后电流的相互作用。在PSCAD/EMTDC中建立了基于Langmuir探针理论的真空断路器弧后电流仿真模型,仿真结果和试验结果相符,验证了模型有效性。仿真结果表明:开断短路故障时,是否考虑弧后电流对TRV没有明显的影响,弧后电流大小则与TRV上升率成正比;切除电容器组时,弧后电流对起始TRV有显著影响,但对工频恢复电压没有影响。此外,短路类型、短路点位置、短路合闸相角、系统等效电感、电容等网络参数对TRV和弧后电流也有很大影响。研究成果有助于分析不同工况下真空断路器面临的开断考验。

弧后电流测量装置电流转移特性试验研究

为探明真空电弧与并联分流电阻的电流转移特性,针对弧后电流测量装置的电流转移特性展开试验研究。搭建了真空开关与大功率并联分流电阻的电流转移特性试验平台,研究了燃弧时间、主电流峰值、分流电阻等对电流转移特性的影响规律,通过数据处理和简化分析,得到了电流转移特性的数学描述。基于上述电流转移特性,研制了新型弧后电流测量装置并进行了实验验证,分析了合成回路电压源叠加电流、横向磁场吹弧等对电流转移特性及弧后电流测量的影响,试验结果表明:在过零前20μs电流转移过程完成,测量结果可靠。通过该研究得到了真空电弧电流转移特性,为弧后电流测量装置的参数优化设计奠定了基础。