陶瓷增强铝合金互渗相复合材料的半固态设计和成形

目的开发一种针对金属-陶瓷互渗相复合材料生产的高效方法,以提升该类材料在高温高负荷环境中的使用寿命和工作可靠性。方法采用数值扫描技术研究了半固态成形过程,以铝合金为金属成分、氧化铝开孔体为陶瓷成分,制备了复合材料。通过模拟2种腔体(开放式和封闭式)的金属陶瓷压铸成形过程模拟不同的模腔设计,详细分析了腔体内的压力水平及其分布情况,探讨了压铸温度、金属液相体积分数等参数对材料成形质量的影响。结果封闭模腔能够在成形过程中产生更加均匀的压力分布,有助于减少如气孔、未渗透区域等材料缺陷,并提高金属与陶瓷之间的互渗质量。与封闭模腔相比,开放模腔在控制材料均匀流动和确保渗透效果方面效果较差。结论采用封闭模腔的半固态成形工艺能显著提升金属-陶瓷互渗相复合材料的整体质量和性能,有效减少成形缺陷,为高性能金属-陶瓷复合材料的制备提供了一种有效路径。

铝合金高频振荡扫描激光-电弧复合焊缝成形规律与预测

高频振荡扫描激光-电弧复合焊接能够通过扫描搅拌效应调控铝合金焊缝微观组织及其力学性能,但是在控形方面还鲜有研究,无法为工业应用提供理论支撑.为此,系统研究了激光束扫描振幅A和频率f对AA6082铝合金激光-电弧复合焊缝成形特征的影响规律,包括焊缝表面飞溅、焊缝下部激光区宽度和熔深占比,并基于光束扫描的能量分布特征和激光焊接模式转变行为,探讨了焊缝形貌转变机理.随后,根据焊缝成形缺陷数量和激光深熔焊模式进一步确定了激光束扫描参数的优化区间范围,具体为0.4 mm≤A≤1.0 mm和300 Hz≤f≤500 Hz.最后,通过对光束扫描参量的线速度归一化处理,建立了优化参数区间内的焊缝特征值的线性定量关系,精度达到89.8%,为高频振荡扫描激光-电弧复合焊缝形貌特征的预测与调控提供了数据支撑.

高强钢激光-电弧复合焊焊缝成形研究现状

激光-电弧复合焊把2个热源的热量集中到一起,克服各自的缺点,具备激光焊和电弧焊的综合优势。高强钢因其具有优异的性能在各领域中被广泛应用,而传统高强钢的焊接方式已满足不了其行业发展需求,激光-电弧复合焊作为一种高效的焊接方法,近年来在高强钢焊接中引起了极大关注。文中分析了高强钢激光-电弧复合焊的工艺特性,着重阐释了激光-电弧复合焊工艺参数对焊缝成形的影响,并对激光-电弧复合焊应用前景进行展望。

陶瓷-金属-合金三层复合材料坩埚的液态成形法研究

采用黑刚玉为陶瓷,过共析钢为基体金属,硅铁为合金构成三层复合材料坩埚。目的分别是抵抗铝金属液体的浸蚀,使材料具有一定强度且能抵抗高温气体的氧化。金属粉涂料作用在于连接陶瓷和金属基体,复合材料坩埚经液态成形法一次制成。与目前普遍使用的中硅球铁相比,其抗铝液浸蚀的能力可以提高10倍以上。

胀-压复合成形汽车桥壳预成形管坯的设计及成形试验

根据胀-压复合成形汽车桥壳新工艺,提出了预成形管坯的设计方法,将其桥包部分截面周长与制件对应部位截面周长的比值定义为截面系数;针对某小型汽车桥壳样件,使用分析软件ANSYS对不同截面系数下的预成形管坯进行了成形的有限元模拟,并根据测定样件的桥包部分过渡圆角的大小,确定了截面系数的取值范围。基于提出的设计方法制定的胀-压复合成形工艺,在普通液压机上成功试制出桥壳样件,实际测量了其外形尺寸,证实了提出的预成形管坯设计方法可行。

熔铸-原位反应喷射成形7075/TiC复合材料的拉伸性能

利用熔铸－原位反应喷射沉积成形技术制备了 ＴｉＣ颗粒增强 ７０７５ Ａｌ基复合材料．测试了复合材料的拉伸性能．结 果表明：在预制块中选取 Ｔｉ：Ｃ＝１：１配比，复合材料中存在较多的条、块状 Ａｌ３Ｔｉ相，致使复合材料的拉伸强度和延伸率均比未 增强合金低；选取Ｔｉ：Ｃ＝１：１．３的配比，有助于消除Ａｌ３Ｔｉ脆性相，提高复合材料的拉伸强度．进一步讨论了提高熔铸－原位反 应喷射沉积成形 ７０７５／ＴｉＣ Ａｌ基复合材料拉伸强度的途径．

SiC颗粒增强铝基复合材料半固态成形件组织及性能

采用机械搅拌、连铸和电磁搅拌相结合的方法制备了SiC/A356铝基复合材料的非树枝晶坯料,经过二次加热和半固态成形技术得到压铸件试样,对其组织和性能进行了分析探讨。结果表明,SiC/A356复合材料在不同状态下的组织形貌与A356对应状态下的组织形貌是相似的;复合材料的抗拉强度随着SiC含量的增加先增高后减低,其弹性模量随着SiC含量的增加而增加。

304L不锈钢激光-脉冲MAG复合焊电弧特性及焊缝成形分析

针对SUS304L不锈钢激光-脉冲MAG复合焊接过程激光与脉冲MAG电弧的过程参数匹配及优化控制问题,系统研究了过程参数对电弧特性及焊缝成形尺寸的影响,获得了复合焊接过程的电弧特性及成形控制策略.结果表明,激光的介入会使复合焊接过程稳定性加强,当脉冲MAG电弧处在电流基值时,较大的激光功率会吸引MAG电弧而造成基值电压的波动,并且大功率激光会对脉冲MAG电弧具备一定的压缩作用,但在峰值阶段影响幅度较小.焊缝形貌的几何尺寸与过程参数的耦合效应有着直接的关系,过程参数的匹配优化能够有效控制焊缝成形尺寸.

熔铸-原位反应喷射沉积成形TiC/Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al复合材料微观组织和力学性能

利用熔铸-原位反应喷射沉积成形技术制备了TiC/Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al复合材料,测试了复合材料的拉伸性能,讨论了提高熔铸-原位反应TiC/Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al复合材料拉伸强度的途径.

钛合金T形结构激光-电弧复合焊接成形工艺

采用低功率激光诱导电弧复合热源对TC4钛合金进行T形结构件穿透焊接工艺试验。分析激光与电弧复合热源间距(D_(la))、冷填丝条件、热输入对T形件焊缝成形的影响规律,测试分析T形结构穿透焊接接头横截面形貌、微观组织、力学性能及断口形貌。结果表明,激光-电弧复合焊接方法可以实现钛合金T形结构正面及背面焊缝成形的精确控制。当D_(la)=2时使激光与电弧获得最佳的耦合效果,增强了复合热源的穿透能力,改善了焊缝背面成形;冷填丝的加入能够有效改善焊缝正面的咬边及烧穿问题;激光与电弧热输入的协调是实现焊缝正面熔宽控制的主要因素之一。

半固态多坯料挤压成形双层复合管的展望

在对双层复合管的主要成形方法进行分析和比较的基础上,提出一种新的双层复合管短流程成形工艺———半固态多坯料挤压成形方法。阐述了该方法生产双层复合管的主要工艺路线和成形原理,分析了双层复合管之间界面的结合原理,对其未来的发展趋势进行了展望。

低成本钛-铜金属复合型材的热挤压成形

采用无压余热挤压法制备钛-铜金属复合型材,对扁形棒进行拉剪强度检测,观察结合层的组织形貌及拉剪断口形貌等。结果表明:利用回收的钛、采用无压余热挤压法可以生产钛-铜金属复合型材,制备的型材性能稳定,生产工艺可行;该方法可以提高生产效率,降低原材料成本。

激光-氩弧焊电弧复合热源表面熔覆工艺及成形特征

为研究激光-氩弧焊(TIG)电弧复合热源表面熔覆工艺对熔覆层成形特征的影响,建立了激光电弧复合热源表面熔覆试验系统,分别采用大光斑半导体激光热源、激光与TIG复合热源在Q235母材上进行了Ni60合金粉末单道熔覆工艺试验,分析了激光功率、TIG电流对熔覆层高宽比、稀释率、浸润角等成形特征的影响.结果表明:随着激光功率或TIG电流的增加,熔覆层的熔宽、稀释率呈增加趋势,熔覆层的高宽比、浸润角减小.在复合热源熔覆过程中,引入电弧可以显著降低熔覆所需激光功率,可在减小激光热冲击作用的同时降低生产成本;引入小电流TIG电弧,可以降低熔覆层边缘的温度梯度,改善熔覆过程中熔覆层的铺展效果.

半固态成形技术最新进展——第11届合金与复合材料半固态成形国际会议技术报告综述

两年一次的合金与复合材料半固态成形国际会议是半固态成形领域内水平最高的学术会议。第11届合金与复合材料半固态成形国际会议于2010年9月16-18日在北京召开。会议发表的技术报告,内容涉及材料开发及合金设计,组织及性能,流变行为、模型及数值模拟,工艺开发,工业应用等。

金属基复合材料半固态模锻连接一体化成形技术

随着金属基复合材料工业化的应用越来越广,金属基复合材料的连接越来越受到人们的重视。尤其对于电子封装材料而言,增强体分率一般较高,而且要求其密封性和致密性,同时还要求具有良好的连接性能。针对此种情况,根据半固态工艺"固液"良好的扩散性和充填性,提出了金属基复合材料半固态模锻成形与连接一次性整体成形工艺方法,并实现近净成形,为金属基复合材料制件的制备和连接提供了一条新途径。

QSn7-0.2铜合金半固态挤压成形组织研究

采用不同半固态挤压成形工艺制备了空压机斜盘用双T型QSn7-0.2铜合金部件,研究了铸态、半固态挤压的组织,对比分析了保温时间、保温温度以及挤压速度对不同部位组织的影响。结果表明,半固态挤压成形铸件组织致密性、均匀性、协同变形性均优于直接浇注铸件。最佳的半固态挤压成形工艺为:保温温度940℃、保温时间60 min、挤压速度10 mm/s。冲头区域和铸件中部组织均匀,而铸件前端组织均匀性较差。

金属基复合材料液态成形中的界面现象

金属基复合材料液态成形要涉及到液态金属与增强物的润湿、吸附及反应等界面现象，这直接关系到复合材料的质量及性能。本文讨论了液态金属与增强物的润湿性及测定方法以及液相与团相的吸附与界面反应等理论与实践问题。

金属的复合成形技术及其发展

引入了"复合成形技术"的概念,并对其现状及发展进行了阐述。如现代的科学越来越相互交叉、渗透,出现许多边缘学科、交叉学科一样,材料成形技术也逐渐突破原有铸、锻、焊等技术相互独立的格局,相互融合、渗透,"复合成形技术"的产生是技术发展的必然结果。这种技术的复合已经不仅限于材料"成形"的范围,也延伸到材料制备技术与成形技术的融合。可以说,"复合成形技术"是成形技术领域的一种创新,是将两种或两种以上的传统成形技术在时间、空间或物态上进行集约化组合而形成的一种全新概念的技术,有广阔的技术发展和应用空间。

Nd:YAG-MAG激光电弧复合焊接线能量配比对焊缝成形与熔滴过渡特征的影响

以5.0 mm厚高强度钢板为试验材料,分析Nd:YAG-MAG激光电弧旁轴复合焊接在相同线能量不同参数配比下的焊缝形貌、熔滴过渡特征、工艺稳定性电信号规律特征的差异研究。试验结果表明:在线能量相同激光能量配比较低时焊缝表面形貌较好,其中焊缝熔深主要受激光能量影响,焊缝熔宽主要受电弧能量影响。电弧能量配比较大时,熔滴过渡形态更稳定。电弧能量配比较低时,电信号呈现短路过渡且密度较大;激光能量配比过低时呈现的电信号与单独电弧焊效果相似。

金属基复合材料液态成形中界面粘结的增强措施

金属基复合材料液态成形要涉及到金属与增强物的润湿、吸附、反应等界面粘结现象，这直接关系到复合材料的质量及性能。本文讨论了与界面粘结有关的这些表面现象以及改善液态金属与增强物界面粘结的工程措施。