选择性激光熔化成形(SLM)增材制造重熔次数对316L构件表面粗糙度及磨损性能的影响

重熔次数对选择性激光熔化增材制造构件表面粗糙度及耐磨性能有重要影响,研究其影响机理及确定经济重熔次数对发展选择性激光熔化增材制造技术具有重要意义。采用选择性激光熔化增材制造设备制备316L样件,在样件制备过程中分组进行0、1、2、3次激光重熔,对不同激光重熔次数下的样件表面利用三维轮廓扫描仪、扫描电子显微镜等进行表征,利用高速往复摩擦磨损试验机对样件进行摩擦磨损试验,利用电子分析天平测定磨损前后的质量,对表征及磨损性能进行分析。结果表明:SLM增材制造样件表面粗糙度随重熔次数的增加而逐渐减小,重熔后的平均表面粗糙度Sa、Sq、Sv、Sz值分别从0次重熔(正常打印)的8.437、11.88、82.68、252.2μm降低到三次重熔的6.18、7.735、37.597、104.36μm,分别降低26.75%、34.89%、54.53%、58.62%;随重熔次数的增加,平均摩擦因数逐渐增大,质量磨损量逐步减小;2、3次重熔样件在磨损试验的后半段瞬时最大摩擦因数出现了大于1的情况,这是由于在明显滑动之前出现“接点增长”,接点面积不断增大,致使摩擦力超过正压力。表面粗糙度及摩损性能出现上述变化的原因是,每次重熔会使表面吸附的粉末颗粒及熔接痕进一步融化融陷,直至消失,相邻熔道搭接处的“峰谷”现象得到抑制,孔隙和球化等缺陷逐渐被修复,表面变得更加平整。研究发现不同重熔次数对表面粗糙度和磨损改变的程度不同;定义了经济重熔次数概念,1、2、3次重熔次数对表面粗糙度和摩擦磨损性能综合改变率分别为ζ_(1)=26.61%、ζ_(2)=43.60%、ζ_(3)=23.68%,确定了经济重熔次数为2;根据研究成果,给出经济重熔次数在矿山机械上的应用实例。提出经济重熔次数概念,并给出经济重熔次数的应用实例,可为提高增材制造构件表面质量和耐磨性能提供新思路。

表面粗糙度对SA508 Gr.3 Cl.1钢-石墨摩擦副摩擦磨损性能的影响

采用旋转钢圆环-固定石墨圆环式端面摩擦副结构,对不同表面粗糙度(0.319,0.451,1.210,2.300,5.240μm)的SA508 Gr.3 Cl.1钢进行干摩擦磨损试验,研究了试验钢表面粗糙度对摩擦副摩擦磨损性能的影响,分析了磨损机制。结果表明:随着试验钢表面粗糙度增加,摩擦因数先减小后增大,表面粗糙度为0.451μm时最小,为5.240μm时最大;石墨的摩擦磨损质量损失整体呈增大趋势,磨损机制均以磨粒磨损为主。当表面粗糙度较低时,石墨在试验钢磨损面形成大面积光滑的转移膜,膜中碳含量较高;当表面粗糙度较高时,产生犁沟效应,石墨转移膜面积较小,膜中碳含量较少。

泵用机械密封织构端面干摩擦磨损仿真及试验研究

为了减轻泵用机械密封端面在启停阶段和严重振动工况下的干摩擦磨损,对泵用机械密封织构端面进行了干摩擦磨损仿真及试验研究。首先,采用ANSYS软件建立了具有表面织构的动静环密封端面的瞬态有限元模型,基于Archard磨损理论,分析了不同织构分布间隔角度、边长和旋转角度下静环(石墨环)的磨损规律,得到了石墨环的磨损体积分布;然后,采用摩擦磨损试验机在干摩擦条件下对不同织构参数的密封环进行了磨损试验,得到了密封环磨损前后的表面形貌和石墨环的磨损质量;最后,对比分析了仿真和试验结果,讨论了不同织构参数对石墨环磨损质量的影响以及织构的减磨机理。研究结果表明:织构凹槽可以在容纳磨粒磨屑的同时生成石墨转移膜进而减轻磨损;减轻密封环端面磨损要求织构面积合适,足够容纳磨粒磨屑,同时不过分增大表面粗糙度;织构分布间隔角度每增大5°且边长每减小0.1 mm,石墨环的磨损质量平均减少约7.83%和7.35%。织构旋转角度每增大15°,石墨环的磨损质量平均增大约4.25%。所得研究结果可为泵用机械密封的表面织构设计提供较好的理论支撑,并提升泵用机械密封的耐磨性能。

漆膜磨损时的质量损失与厚度损失——地坪漆耐磨性评价标准探讨

试验表明,国内现行的漆膜耐磨性检测标准中,以磨损试验后漆膜的质量损失Δm来评价漆膜的耐磨性的规定不尽合理。根据漆膜相对密度ρf计算出与Δm对应的漆膜的厚度损失Δd,以此评价漆膜的耐磨性,则更有普遍性、可比性,也更符合像地坪漆这样注重漆膜在使用中的直观磨损评价的场合的实际要求。

考虑头形磨损变化的动能弹侵彻深度研究

质量损失主要发生在弹体头部,讨论残余弹头形状因子的主要影响因素,给出了更为一般化的残余弹头形状因子与初始撞击速度之间的关系.假设在整个侵彻过程中弹体头部形状因子及质量保持瞬时速度平方的线性关系,得到了能够考虑弹体头部质量磨损的侵彻深度计算方法.弹体质量损失将导致其侵彻深度存在上限,该修正模型可以找出达到侵彻深度上限的弹体初始撞击速度.

渐开线齿轮轮齿表面磨损规律的理论与实验研究

用一对圆盘滚子试件在JP-DB1500型实验机上模拟一对齿轮啮合规律,对渐开线齿轮轮齿表面在干摩擦或润滑不良情况下的质量磨损及线磨损规律进行了理论和实验研究。结果表明:45#钢在不同热处理情况下,齿轮轮齿表面质量磨损量随载荷变化按指数规律变化;在润滑良好情况下,齿轮轮齿表面线磨损规律与干摩擦或润滑不良情况下磨损规律不同。通过实验研究,得到了齿轮轮齿表面磨损量的载荷因子。

电刷镀Ni-P合金镀层的高温摩擦磨损性能

对电刷镀Ni-P合金镀层的高温摩擦磨损性能进行了研究．实验结果表明，在20CrMo钢基体上，电刷镀Ni-P合金镀层能有效降低试样在高温（450℃）下的摩擦因数，减小高温磨损量．其中，12min电刷镀试样在高温摩擦测试前80min内，摩擦因数基本维持在平均值约0．30，仅为20CrMo钢基体（0．60）的50％；80-120min因镀层局部被磨损穿透，其摩擦因数缓慢增长；120min后，基本维持在平均值约0．50，测试完成后质量磨损量为同等测试条件下20CrMo钢基体的19．99％；24min电刷镀试样在450℃下摩擦测试180min的整个过程中，摩擦因数均较稳定，平均值为0．30，高温摩擦磨损测试后的质量磨损量仅为20CrMo钢基体的6．36％．

激光冲击强化MB8镁合金的工艺分析及摩擦磨损性能研究

目的通过激光冲击强化技术的加工硬化效应改变MB8镁合金表面硬度及粗糙度,显著提高其抗磨损性能。方法在不同功率密度、搭接率、冲击次数下对MB8镁合金激光冲击强化处理,通过非球面测量仪和显微硬度计分析材料表面粗糙度和显微硬度的影响规律,结合不同载荷下滑动摩擦磨损试验后的电镜图像,揭示激光冲击强化改变镁合金材料粗糙度、硬度从而影响耐磨性能的机理。结果经激光冲击处理后镁合金硬度明显提高,表面硬度最大增幅达30.2%,同时形成了梯度硬化层。随着材料硬度的提升,其质量磨损率明显下降,耐磨损程度得到了显著改善,强化后镁合金的平均质量磨损率降幅可达28.73%。结论试验冲击区域的粗糙度与激光功率密度呈正相关,与搭接率呈负相关,粗糙度随着冲击次数呈现先下降后升高的变化趋势。材料的硬化程度随着激光功率密度、搭接率和冲击次数的提高而增大,冲击次数的影响最为明显,激光功率密度次之,搭接率的影响最弱。低载条件下材料以磨粒磨损为主,而在高载荷条件下材料磨损过程伴随着疲劳磨损,强化效果有限。

激光加工表面织构对配流盘重载摩擦副摩擦磨损特性的影响

柱塞泵配流盘-缸体摩擦副在柱塞泵的运行之中导致的运行磨损及磨损产生的异物二次磨损是影响配流盘-缸体使用寿命的重要因素。采用激光加工技术在配流盘常用基础材料59黄铜表面加工微织构。在中科凯华CFT-1摩擦磨损机上,选用常见缸体基础材料45钢以面-面接触形式分别对有织构和无织构的配流盘-缸体摩擦副试样在干磨擦与混合摩擦(润滑)条件下的摩擦磨损性能进行了试验。分析了不同织构参数在不同摩擦条件下对试样摩擦磨损的影响。结果表明:织构必须在混合摩擦条件下才能产生减摩效应;与未加工织构的铜合金试样表面相比,合理的织构参数可使织构在液压工况条件下稳定留存,并发挥其减摩作用,使磨损量显著降低。

旋转铰链型膝关节假体股胫关节面的磨损研究

目的研究旋转铰链型膝关节假体在水平行走步态下的磨损状况,为该类假体的磨损评测和临床应用提供技术参考。方法基于ISO 14243标准建立假体的磨损模型,计算旋转铰链型膝关节假体股胫关节面衬垫的磨损分布及质量磨损率,并与同一假体的体外磨损实验结果对比。结果有限元分析和体外实验所得聚乙烯衬垫磨损率分别为26.01 mg/MC与(30.06±1.21)mg/MC(million cycle,MC,百万次循环)。有限元分析所得衬垫上表面的质量磨损率约为下表面的3.3倍,磨损区域与体外磨损测试所得的磨损区域基本一致,主要磨损区域大致对称分布在衬垫的上表面后侧偏中部区域。结论旋转铰链型膝关节假体作为一种半限制性假体,其磨损量高于初次置换全膝关节假体,在该类产品的性能检测和评估中应该给予适当的重视。

挤压力及热处理对体育器材用7A09铝合金组织和性能的影响

采用挤压铸造工艺制备了7A09铝合金,研究了挤压力及时效工艺对7A09铝合金组织和性能的影响。结果表明:以挤压力为25、50和75 MPa的挤压铸造工艺制备的7A09铝合金铸件内无气孔、缩孔等缺陷,其显微组织比采用普通铸造工艺制备的铝合金铸件致密;挤压铸造的合金晶粒和沉淀相比普通铸造的合金的细小,随着挤压力的增大,合金的硬度和抗拉强度升高,磨损质量损失减小;经120℃时效130 min后,挤压铸造的合金的磨损质量损失比普通铸造的合金显著减小,这是由于挤压铸造合金凝固时间缩短、沉淀相密度提高、晶粒较细小和共晶组织分布较均匀从而耐磨性显著改善所致。

酚醛树脂基复合材料摩擦性能试验研究

为掌握酚醛树脂基复合材料的综合性能,为其在航天领域内的推广应用提供帮助,开展复合材料摩擦性能试验的研究。准备酚醛树脂、合成材料、桐油、万能试验机、磨损试验机等材料与仪器,按照规范制备酚醛树脂基复合材料。选择弯曲强度、质量磨损率作为试验指标,经过测试后表明,在排除外界环境干扰的条件下,Cu粉末与酚醛树脂两者之间的相容性最好,即掺入Cu粉末的材料具有更高强度;掺入浓度为9%石墨粉末的复合材料的质量磨损率最小,摩擦性能最优。

橡胶改性酚醛树脂摩擦材料的研究

研究了用4种橡胶共混改性酚醛树脂的效果。通过对硼改性酚醛树脂(FB)、腰果壳油改性酚醛树脂(YM)及苯并噁嗪开环聚合酚醛树脂(BEN)进行热分析及摩擦性能试验,筛选出FB树脂为摩擦材料的基体树脂;对NBR、羧基丁腈橡胶、SBR及丁苯吡橡胶改性FB树脂摩擦材料进行冲击性能和摩擦性能试验,结果表明羧基丁腈橡胶改性FB树脂摩擦材料的综合性能最佳。

人工模拟酸雨条件对塑木复合材料表面耐磨性能的影响

研究了人工模拟酸雨条件对塑木复合材料耐磨性能的影响。结果表明:酸雨的浸泡时间和酸雨的pH值对塑木复合材料的质量磨损量均无明显影响。

自然气候老化对塑木复合材料表面耐磨性影响的研究

主要研究了自然气候条件老化对塑木复合材料耐磨性能的影响,为塑木复合材料在室外铺板方面的应用提供了基本数据。结果表明:自然气候条件老化对塑木复合材料的耐磨性能无明显的影响规律,近半年的室外放置后,塑木复合材料的耐磨性能不会有明显的降低。

不同砂布对PE稻/壳塑木复合材料耐磨性能的影响

通过选用三种不同刚玉粒度的砂布对塑木复合材料进行不同转数的耐磨试验,研究了不同的砂布对塑木复合材料耐磨性能的影响。结果表明:砂布的目数越小,对塑木复合材料表面的磨损性越大。同时提出如对塑木复合材料的耐磨性能进行测定比较,建议使用刚玉粒度为180目的3号砂布磨损1 000 r进行试验。

碱性环境对PE/稻壳塑木复合材料耐磨性能的影响

主要研究了碱性环境对塑木复合材料耐磨性能的影响。结果表明:塑木复合材料的质量增加率随着碱性环境的pH值的增大而增大,随着浸泡时间的延长而增加;碱性环境pH值以及浸泡时间对塑木复合材料的耐磨性能无明显影响。

人工模拟海水条件对塑木复合材料耐磨性能的影响

研究了人工模拟海水条件对塑木复合材料耐磨性能的影响。研究结果表明:海水的浸泡时间和海水盐度对塑木复合材料的质量磨损量均无明显影响。

INFLUENCE OF COLD NITROGEN GAS AND OIL MIST IN MACHINING NICKEL-BASE K424 ALLOY WITH CERAMIC CUTTING TOOLS

The role of cold nitrogen gas and oil mist on tool wear and surface roughness is investigated in turning the K424 nickel-base super alloy with Sialon and SiC whisker-reinforced alumina ceramic tools. A new cooling system is developed and used to lower the temperature of the compressed nitrogen gas. Experiments are performed in three different cooling/lubrication modes, i.e. the dry cutting, the cold nitrogen gas （CNG）, and the cold nitrogen gas and oil mist （CNGOM）. Experimental results show that the depth-of-cut notching severely limits the tool life in all the cooling/lubrication modes. Compared with the dry cutting, the use of CNG and CNGOMcan yield higher wear rate of depth-of-cut notching and worse surface finish.

水工混凝土材料耐磨性的试验研究

耐磨性不良是水工混凝土结构特有的劣化方式。鉴于目前对混凝土材料耐磨性研究的试验方法各异 ,试验结果缺乏可比性且与自然磨蚀条件不符 ,该文参考国外资料提出了一种新的水工混凝土耐磨性试验方法 。