微热压成形石墨件的快速碳化工艺

针对石墨件在碳化过程中易开裂的问题,基于多材料组装技术原理,提出在石墨粉末微热压成形过程中构造烧蚀性二维有机物网络以形成排气通道、避免开裂的方法。研究了碳化速率、石墨件径向尺寸及网络结构、分布方式对石墨件成形质量和力学性能的影响。结果表明:较快的碳化速率会加剧有机物热解,开裂的现象越明显,较大径向尺寸的石墨件气体逸出阻力越大;提高有机物网络密集度有助于改善排气效果,但对石墨件力学性能产生不利影响;在有机物网络沿成形高度方向的布置中,当间距为10 mm时,石墨件不出现裂纹。采用优化的工艺制备的石墨件结构完整,经过浸渍增强后其抗压强度达到15.8 MPa,Z轴导热系数仅为1.894 W/(m·K),综合性能与水玻璃型砂相当,在铸造行业有广泛应用前景。

离心式压缩机三元流叶片热压成形工艺研究

研究了离心式压缩机马氏体不锈钢材质三元流叶片的热压成形工艺,针对1400 mm直径叶轮的大叶片制定了叶片热压成形工艺流程,并进行了模具设计、成形过程中的侧向定位设计、导向机构设计与加热设计。随后使用FORGE软件对叶片热压成形过程进行了仿真分析,预测了叶片成形所需设备的吨位、模具贴合时叶片与模具的间隙,并根据计算结果完善设计方案。最后对设计方案进行试验压形,得到了最大形状误差小于1 mm的叶片,验证了文中压形方法的可行性。

热压成形工艺参数对玻纤增强聚丙烯U型骨架成形质量的影响

研究了玻璃纤维增强聚丙烯复合材料层合板热压成形工艺参数表面温度、成形压力和模具温度对U型骨架成形质量的影响。通过实验测试了U型骨架的层间剪切强度,观测了表面形貌和截面尺寸精度。结果表明,当提高表面温度和成形压力时,树脂基体的流动性变好,树脂基体在热压过程重分布,提高了U型骨架的层间剪切强度,改善了表面粗糙度,但过高的表面温度和成形压力会将树脂挤出,从而降低成形质量;表面温度和模具温度共同影响U型骨架截面几何尺寸精度,温度越高,弹性前屈效应越明显,若继续提高成形温度,前屈效应会趋于恒定。在U型骨架成形过程中,由于成形压力对底部和侧边的作用不同以及层合板表面温度不均匀,底部的成形质量较侧边区域要好。在现有条件下,获得的较优工艺参数为:加热电压70 V,加热时间60 s,表面温度246.1℃,成形压力1.2 MPa,模具温度80℃。

大型铝合金板热压成形变形规律的研究

为了实现大尺寸超厚5083铝合金板热压过程的精确成形,对其热压成形、回弹、保压和冷却至室温的过程进行了热力耦合的数值模拟,分析了整个过程板材的变形及应力变化的规律,并利用缩比试验件验证了数值模拟方法的可靠性,结果表明,板材热压时,卸载后的变形规律为“扩张”,冷却过程的变形规律为“收缩”,最终的变形为回弹过程的“扩张”与冷却过程的“收缩”的综合结果。

塑料(PMMA)微流控芯片微通道热压成形工艺参数的确定

采用热压成形的方法制作塑料(PMMA)微流控芯片的微通道,其温度、压力和时间等工艺参数直接影响制作质量,而最佳的工艺参数取决于聚合物材料的流变特性。自行研制了用于塑料微流控芯片制作的热压成形机,能够对热压成形过程中的温度、压力进行精确的控制,利用该设备研究了PMMA在热压成形过程中的流变性能,通过获得的温度压力实验曲线,确定热压成形的温度,并研究了在该温度下压力对变形速率和复制精度的影响,从而确定热压工艺过程中的温度、压力和时间3个工艺参数。

面向聚合物微结构制作的热压成形设备的研制

简要介绍了聚合物微结构热压成形的基本原理以及工艺参数和成形过程,根据工艺要求,确定了热压成形设备所应具有的温度、压力控制等基本功能。研制了RYJ-Ⅰ型热压成形机,其上下热压头采用独立的温度控制,压力通过传感器进行反馈控制,在机械结构的设计上采取了几项措施,保证了上下热压头两个热压表面之间平行。控制系统的软件采用面向对象的程序设计方法,并采用了独立线程、高精度多媒体定时器、开放式数据库联接等技术,对温度、压力等进行高精度实时控制。介绍了RYJ-Ⅱ型热压成形机的研制情况,该型成形机温度、压力的控制范围大,适用于绝大多数聚合物材料微结构的制作。

PMMA微流控芯片微通道热压成形与键合工艺研究

微流控芯片在化学分析、临床诊断等领域的应用前景广阔.聚合物材料具有低成本、良好的加工性能、可用热压等快速成形方法加工微通道、易于实现批量生产等优点,适于作为制作微流控芯片的基材.本文研究了微通道热压成形及其芯片制作工艺.以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基材制作了微流控芯片.在加热软化的PMMA上,用带有凸起微结构的镍模具在基片上压制出开放微通道,讨论了热压过程中温度、压力对芯片微通道成形质量的影响,确立了优化的热压成形工艺.在PMMA玻璃转化点(Tg)附近,通过施加一定的压力,实现基片与盖片的直接键合,获得了密闭分离微通道,并在PMMA微流控芯片上实现了安非他明的分离检测.

粉末冶金盘式汽车摩擦片热压成形的数值模拟与实验研究

为了探明汽车盘式摩擦片剪切强度不稳定的原因,用数值方法模拟摩擦片热压成形过程中温度分布和模具局部失效对粉末流动和固结的影响,并进行了相应的实验分析和验证。结果表明:模具局部失效及温度梯度分布造成基体材料溢出,基体材料的流动导致在剪切面上纤维集合定向排列,从而大幅度降低试样的剪切强度;当基体出现剪切层,导致纤维成定向分布时,剪切强度明显下降,低于要求的014MPa(最高值仅为01356MPa),而在无溢出情况下,剪切强度都高于014MPa。

运用CF-DSGZ的模内镶件注塑膜片拉胀复合热压成形数值模拟研究

运用编制的、基于CF-DSGZ黏弹性本构模型的、ABAQUS显式用户材料子程序,及ABAQUS软件,对某款深腔盒形塑胶件的模内镶件注塑膜片拉胀复合热压成形过程进行数值模拟研究。通过对比模拟结果及成形实验结果,验证了数值模拟的准确性。最后,采用相同方法,对某款大型、深腔笔记本塑胶盖子产品的模内镶件注塑膜片拉胀复合热压成形过程进行数值模拟,指导制定最优工艺参数并应用于实际生产,获得了较好的产品质量。

小口径双非球面硫系玻璃镜片精密热压成形模具制造

将小口径双非球面硫系玻璃镜片精密热压成形过程的有限元分析与模具非球面轮廓预测及补偿相结合,提高热压成形模具的制备效率与精度,满足该类镜片高精度批量制造的需求。根据硫系玻璃热压过程中的热传递、黏弹性、应力松弛行为与结构松弛特性的分析,获得玻璃高温热力学性能参数,建立镜片热压成形的有限元模型;对仿真获得的镜片非球面轮廓曲线进行RBF函数拟合,并据此对模具模腔的轮廓偏移进行补偿;基于补偿后的模具非球面参数,对成形模具进行超精密加工与检测;采用所制备的精密成形模具,在多工位热压成形机床上压制小口径双非球面硫系玻璃镜片,并对成形镜片的检测数据进行相关分析。研究结果表明:经三次补偿后,镜片非球面ASP1与ASP2的轮廓偏移量h仿真值均小于0.25μm;加工后模具上、下模腔的非球面ASP1与ASP2的粗糙度RMS值分别为3.5 nm、5.6 nm,形状精度PV值分别为31.5 nm、50.4 nm;实验所压制的成形镜片,其非球面ASP1、ASP2的检测数据基本满足PV值不大于0.2μm、Ra≤0.04μm以及h≤1μm的精度要求。

温差电材料热压成形实验装置的研究

讨论了温差电材料成形特点,首次设计了适用于不同类型温差电材料的内热、外热和综合加热三种热压成形方法及其相应的模具结构。总结了实验装置的设计方法及热电材料热压成形经验,设计制备了实验装置,并进行了热压成形试验,所制备的NaxCo2O4和ZnO块体温差电材料性能优良。试验结果表明,所设计热压成形的装置设计合理、计算正确、结构简单、使用方便、功率可无级连续调节,温度控制准确、性能稳定,是个成功装置。

聚合物微结构热压成形设备的温度控制装置研究

针对一种新型可降解植入式药物载体的高效制备需要,进行聚合物多腔体微结构热压成形设备的温度控制装置和温度控制系统研制.设计了热压板与隔热板,并基于单片机和LabVIEW开发环境实现了对温度参数的测量和控制.

RYJ-II型热压成形设备实现压力均匀性的调平装置

针对热压成形设备中由于上下两热压面之间的不平行而引起的压力不均匀,设计了一种精密调平装置。对精密调平装置的设计原理、结构、调平方法和调平过程做了详细的讨论,最后通过实验验证精密调平装置能够准确的调节下热压面的姿态,使两个热压面的平行度达到10μm,实现热压过程中的压力均匀。

热压成形在车身上的典型应用与研究

依托于新车型的开发,基于热压成形特性及零部件性能要求,选取某车型B柱加强板进行热压成形技术的可行性分析.通过分析热成形钢的材料及工艺特性,考察采用热成形钢后的B柱加强板侧碰过程中的侵入量、侵入速度、车体加速度以及顶部加压性能的优劣势,提出了结构优化方向,归纳了热压成形技术的关键点.分析结果表明,应用热压车型技术对工程化影响不大,可实现白车身轻量化效果并可大大提升白车身侧碰被动安全性能.

磨耗板热压成形工艺改进及模具设计

以铁路货车提速的关键件磨耗板为例,结合其冲压加工过程中出现的质量问题,进行了工艺分析、工艺改进;介绍了模具结构设计的演变,并论述了热压模的设计要点。最终用一副复合模完成磨耗板的成形,解决了磨耗板成形的质量问题。

塑料透镜的热压成形

本文论述了塑料透镜热压成形方法及测量装置,并对热压成形最佳工艺参数进行了选择。

塑料微流控芯片热压成形温度控制装置

采用聚合物如塑料等制作微流控芯片是拓展芯片应用,实现芯片产业化的关键。温度是塑料微流控芯片热压成形过程中的重要工艺参数。本文采用半导体热电致冷堆,设计了适合塑料芯片制作的温度控制装置;分析了升降温过程中所需的加热/制冷功率,并对升降温特性进行了研究;设计了半导体热电致冷堆供电电源装置。对温度控制装置的升/降温及温度控制精度进行了实验,并给出了实验结果。

船体中厚钢板局部热压成形中的回弹仿真分析

[目的]为了研究船体中厚钢板局部热压成形过程中影响回弹的因素,[方法]运用三维热弹塑性有限元仿真方法对影响回弹的参数进行研究和分析,通过一系列数值仿真试验考察板材的整体温度、温度场分布、板材尺寸、局部加载量等参数对其成形回弹的影响。[结果]分析结果表明,当板材成形温度超过材料屈服应力并达到开始显著下降的温度点时,回弹会随温度的升高而开始大幅度减小;由于变形区域的分布特点,在温度场分布的3个维度中,局部变形范围较大方向的温度分布对回弹的影响占主要部分;加热条件完全相同时,板材长度和宽度方向的尺寸变化对回弹均有一定的影响,其中,局部变形范围较大的板长方向的尺寸变化对回弹的影响更明显,板材回弹随局部加载量的增大而减小。[结论]研究结果有助于实现优化船体中厚钢板自动化成形的参数获取,对进一步研究船体中厚钢板局部热压成形的回弹问题也具有基础性指导作用。

钛合金钣金件脉冲电流辅助热压成形精度控制

针对钛合金钣金件冷加工成形精度低、热成形机成形成本高的问题,提出一种采用脉冲电流辅助热压成形工艺。以TC1钛合金U型件为对象,研究了脉冲电流辅助热压成形工艺对钛合金钣金件的缺陷、尺寸精度及力学性能的影响。结果表明,脉冲电流加热可提高成形效率,当脉冲电流密度为9.2A/mm^2,合模速度为15mm/s时,补偿了成形过程的热量损失,使钛合金钣金件保持在良好的成形温度区间,增加其成形极限,得到零件表面质量良好、无裂纹。在成形过程中,随着成形压力、保压时间、模具预热温度的升高,零件的尺寸精度逐渐提高,当成形压力10t、保压时间10s、模具不预热时,零件的尺寸精度即可达到±0.2mm。脉冲电流辅助热压成形后零件的晶粒尺寸比热成形机成形的细小,且力学性能也较好。

天然鳞片石墨粉末的微热压成形工艺

天然鳞片石墨粉末压制成形由于气体不易排除以及摩擦沿程阻力等问题存在,导致石墨粉末难以压实以及密度不均等现象产生,为此提出天然鳞片石墨粉末微热压成形新方法,制备出密度与孔洞均匀的天然鳞片石墨件,且解决成形性问题。研究了成形密度、单元层厚度及热固性酚醛树脂加入量等对石墨件层间结合性能的影响,通过分析抗弯强度变化、观察层间结合面三维微观形貌、层间结合状态等揭示层间结合机理。结果表明:当成形密度过高或过低时,石墨件易出现分层现象,当成形密度控制在1.2~1.6 g/cm^(3)时(对应的粉层相对压缩率为70.83%~78.13%),单元层间结合良好;通过在一定范围内提高热固性酚醛树脂加入量或减小单元层厚度均可改善层间的结合质量。结合面的微观不平度、粘结剂分布状态及其溢出量是保证层间结合性的关键。