两项液压支架再制造能源行业标准研讨会在西安召开

2024年3月7日,由陕煤集团神南产业发展有限公司和陕西天元智能再制造股份有限公司等单位共同起草的《液压支架再制造工程设计指南》和《液压支架零部件再制造性评估方法》两项能源行业标准,在西安智能再制造研究院成功召开技术研讨会。

冲击载荷下液压支架再制造立柱强度分析

采用有限元方法分析冲击载荷下激光熔覆再制造立柱的强度以及再制造工艺参数对强度的影响规律。以?400 mm双伸缩立柱为研究对象,建立含有熔覆层的立柱三维模型,计算冲击载荷作用下再制造立柱熔覆层及基体的应力分布及大小,分析不同熔覆厚度、熔覆材料、激光功率等参数对再制造立柱强度的影响。结果表明:再制造立柱各级缸体的应力均小于材料的屈服极限,满足强度要求;中缸内壁熔覆层局部应力大于材料的屈服极限;增大熔覆层厚度、选用较小弹性模量材料或者减小激光熔覆功率有利于提高再制造立柱的强度。

动车组车轴增材再制造材料选择和性能评价

目的选择最佳材料用于动车组车轴的再制造,以符合车轴的力学性能及轮对压装技术要求。方法以激光熔覆技术作为增材再制造技术工艺方法,选择不同化学成分的合金材料,通过熔覆金属的力学性能、线膨胀系数、过渡熔合区成分、稀释区组织以及硬度突变情况对比分析,确定最佳车轴再制造材料。对所选材料激光熔覆试件的宏观组织、微观组织、化学成分、硬度、力学性能进行检测,并开展轮对压装试验,通过光学显微镜、扫描电镜、纳米压痕法进行分析。结果Schaeffler组分图预测Fe310、Fe314的激光熔覆金属熔合过渡区组织为奥氏体A+铁素体F组织,但是实际过渡区的硬度值高于600HV,说明有硬质马氏体相析出,而Fe310和NiCrMo合金的熔合区硬度值未发生突变,Fe310的力学性能略低于EA4T钢,且线膨胀系数与基体差距较大,因此不适用于车轴的再制造。选择NiCrMo合金作为车轴再制造增材材料,其熔覆金属的抗拉强度为790 MPa,屈服强度为542 MPa,冲击韧性为68 J/KU5,且具有相近的线膨胀系数。另外,NiCrMo合金纳米压痕的压缩弹性模量Er为180~185GPa,与基体EA4T钢(185~190GPa)相近,最终经再制造车轴的轮轴压装试验,其压装曲线的最大压装力在680~1160 kN范围内,曲线也符合标准要求。结论选择NiCrMo合金作为动车组车轴再制造激光熔覆材料,其热膨胀系数、力学性能以及压缩弹性模量与基体EA4T钢相近,且激光熔覆金属过渡区域无脆硬的马氏体组织产生,并通过了轮对的压装试验,满足动车组压装曲线要求。

高速动车组车轴的再制造可行性分析

通过对比分析电刷镀、热喷涂、堆焊以及激光熔覆四种再制造技术的特点和用于车轴再制造修复的现状,阐述了激光再制造技术作为新型制造技术的优势。从激光熔覆技术的设备和关键工艺、熔覆层的微观组织的特性、粉末材料的可开发性以及采用超声波消除残余应力手段等方面进行讨论和分析,说明激光熔覆技术用于高速动车组车轴的再制造是可行的。

动车组车轴激光增材再制造工艺评定及分析

为了研究动车组车轴增材再制造技术的可靠性和合理性,以CRH380A/AL动车组车轴EA4T钢为基体、NiCrMo合金为增材材料,采用激光熔覆工艺方法进行工艺评定。通过对激光熔覆接头的微观组织、抗拉强度、侧弯试验、冲击韧性试验以及冲击断口形貌SEM分析,虽然熔敷金属与基体材料化学成分差异较大,但接头的抗拉强度大于EA4T钢的最小抗拉强度(650 MPa),且延性断裂于母材;侧弯试验三区无开裂,塑性良好;熔敷金属为非稳态组织,热影响区为马氏体、回火索氏体和回火托氏体混合组织;熔敷金属和HAZ区夏比KU5冲击吸收均大于40 J,两者的冲击试样断口形貌均为韧性断裂。为进一步探索和研究车轴增材再制造工艺技术奠定了基础。

联轴节端盖Ni-P化学镀镀层再制造工艺研究

端盖是高速动车组用联轴节的构成零件之一,每年因镀层磨损而大量失效,运用再制造技术对失效端盖进行修复很有意义。综合运用化学退镀、内圆面珩磨和Ni-P化学复合镀等工艺对端盖进行了再制造,并对端盖再制造Ni-P化学复合镀镀层进行扫描电子显微镜、能谱分析、显微维氏硬度、结合强度和耐磨性检测表征。结果表明:相对于端盖原件,端盖再制造Ni-P化学复合镀镀层的组织致密、厚度均匀,显微维氏硬度高,结合强度高,具有良好的耐磨性。运用该工艺成功对失效端盖进行了再制造,使其恢复了原有的性能,满足了使用要求。

基于高速激光熔覆技术的柱塞杆再制造及表面强化技术的开发与应用

柱塞泵是油气开采过程中的重要设备,广泛用于压裂、固井和注水等作业过程。作为柱塞泵的关键零部件,柱塞杆在工作过程中易遭受高频往复运动的摩擦损伤以及介质腐蚀和硬质颗粒的冲蚀,其使用寿命只有15~35天。长庆油田共有数千台注水泵,每年会产生大量的废旧柱塞杆,陕西天元智能再制造股份有限公司多年来本着以修旧利废、为企业实现降本增效的目的,针对废旧柱塞杆开展了以高速激光熔覆技术为核心的再制造及表面强化技术开发与应用。

基于金属3D打印技术的组合阀再制造技术的开发和应用

作为油气开采过程中的重要设备,柱塞泵应用于压裂、固井和注水等作业过程。由于工况复杂,柱塞泵运行过程中设备部件极易损坏,一直以来这些部件没有有效可靠的修复手段,只能废弃处理。长庆油田共有数千台注水泵,组合阀作为注水泵的易损件,由于严重的冲蚀和腐蚀,使用寿命只有7~30天,频繁的更换大幅度增加了设备运维成本,每年注水泵维护费用高达上亿元。为了降低成本、变废为宝,陕西天元智能再制造股份有限公司进行了以金属3D打印技术为核心的废旧组合阀再制造技术开发和应用。

冷喷涂参数对7050高强铝合金轴箱体修复层组织和性能的影响

目的解决热加工技术修复高强铝合金存在的基材易开裂、沉积层易氧化、强度性能下降等问题,针对高速列车7050铝合金轴箱体修复需求,利用高压冷喷涂技术的低温固态沉积特性完成轴箱体同质修复。方法采用7050铝合金轴箱体样件为基材,在其表面采用高压冷喷涂技术喷涂同质粉末制备出试样,通过SEM、TEM、显微硬度计、球盘摩擦磨损试验机、万能试验机,以及电化学测试等,分别研究喷涂压力、温度对修复层显微组织、硬度、剪切强度、耐蚀耐磨性能的影响规律。结果修复层组织致密,孔隙率小于0.6%,随着喷涂压力、温度的升高,可进一步降低孔隙率;修复层的平均硬度可达133.1HV0.05,低于基体平均硬度(165.6HV0.05);耐磨性与基体相当,磨损机理为塑性犁削;修复层与基体的剪切强度达到96 MPa以上;修复层的腐蚀电位(−0.77 V,vs.SCE)略低于基体(−0.70 V,vs.SCE),修复层与基体无电偶腐蚀倾向。结论通过高压冷喷涂技术制备了组织致密、结合良好、与基体性能相当的修复层,并采用优化的工艺参数完成了损伤轴箱体的再制造修复,经台架试验证明满足服役工况要求。

H13钢表面同质激光熔覆中WC微合金化行为及摩擦学性能研究

采用激光熔覆技术在H13钢基体上制备了不同碳化物含量的同质熔覆层,研究了同质熔覆层的微观结构特征及摩擦学性能。借助X射线衍射仪、扫描电镜分析了同质熔覆层的物相变化规律和微观组织形貌特征,采用显微硬度计、摩擦磨损实验机和激光共聚焦显微镜研究了熔覆层的硬度变化特征及摩擦磨损性能,并阐明了微结构与摩擦学性能之间的相关性。结果表明,同质激光熔覆层与基体实现优良的冶金结合,同质粉末与WC产生微合金化反应,从原铁素体改变为奥氏体相,并生成以网络状弥散分布的新硬质相,细化晶粒的同时进一步强化晶界。网络状分布的硬质相产生“鹅卵石”效应,可使熔覆层硬度高达1104HV,摩擦系数低于0.51,比磨损率低于2.24×10-8 mm^(3)/(N·m),耐磨损性能较基体提升17.62倍。

液压支架销轴连接接触应力及失效分析

销轴连接是液压支架结构件的主要连接形式,其可靠性对液压支架的正常使用具有重要影响。基于赫兹接触理论,建立销孔处接触应力理论模型;采用ADAMS对液压支架各结构件受力分析,得到销孔受力情况;基于有限元法分析销孔处接触应力、变形及塑性应变。结果表明:在顶梁扭转、底座扭转工况下,销轴连接接触应力超过材料的屈服极限,其接触应力分布结果具有较强的非线性;销孔应力主要集中在销孔前端接触部位,销孔塑性应变集中在销孔前端接触部位,表现为挤堆效应,在正拉力下销孔两侧塑性应变更为明显。

激光功率对17-4PH丝材激光熔覆组织及硬度的影响

目的研究激光功率对17-4PH不锈钢丝材激光熔覆组织及硬度的影响,以确定最佳激光熔覆功率,为17-4PH不锈钢丝材激光熔覆的应用提供参考。方法在27SiMn钢活塞杆表面,对17-4PH不锈钢丝材进行了不同激光功率熔覆试验,利用金相显微镜和扫描电子显微镜表征不同激光功率熔覆层的微观组织,使用硬度计测量不同激光功率熔覆层和基体的硬度。结果当激光功率分别为1600、1800、2000、2200 W时,熔覆层的高度由1119μm降低到1006μm,基体的穿透深度和热影响区宽度都随激光功率的增加而增大,熔覆层的组织主要为较短无方向性的板条马氏体。当激光功率为2400、3000 W时,熔覆层的高度、基体的穿透深度和热影响区宽度均随激光功率的增大而增加,最大值分别达到1119、310、638μm,熔覆层的组织主要由具有方向取向的板条马氏体组成,靠近基材的位置由晶粒细小而致密的等轴晶组成,随着激光功率的增加,熔覆层弥散析出的沉淀颗粒越来越多。此外,熔覆层和热影响区的显微硬度均高于基体,随着激光功率的增加,熔覆层的显微硬度明显增大,最高可达479.4HV_(0.2)。结论综合考虑激光功率对17-4PH不锈钢丝材激光熔覆组织及硬度的影响,2600 W为最佳激光熔覆功率。

高速激光熔覆铁基TY-2合金组织及力学性能分析

目的通过与激光熔覆进行对比,探究高速激光熔覆铁基TY-2合金的显微组织及力学性能。方法采用高速激光熔覆技术在27SiMn不锈钢基体上制备铁基TY-2合金熔覆层。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计,对熔覆层的显微组织、物相结构及力学性能进行分析测试,对比研究高速激光熔覆与激光熔覆铁基TY-2合金熔覆层的显微组织和力学性能。结果与激光熔覆层相比,获得的高速激光熔覆层均匀致密,无裂纹,孔隙与夹杂较少,与基体形成良好的冶金结合。激光熔覆层的组织以粗大的柱状晶为主,高速激光熔覆层的组织以尺寸为5~10μm的细小晶粒为主。高速激光熔覆层与原始粉末的物相一致,包含(Fe,Ni)、Cr_(0.19)Fe_(0.7)Ni_(0.11)和Fe-Cr等相。激光熔覆层与原始粉末的物相有所差别,高能量密度导致CaNi_(3)C_(0.5)金属间化合物的生成。高速激光熔覆层的平均硬度为604HV_(0.3),相比激光熔覆层(543HV_(0.3))提高了9.4%。结论高速激光熔覆的总能量较低,为激光熔覆总能量的77.9%,其中高速粒子携带的动能占高速激光熔覆总能量的17.7%。高速激光熔覆可实现低能量下的高效熔覆,熔覆层的组织更加细小,成分更加均匀,硬度更高。

退火La_2O_3薄膜表面形貌的演化与分析

为了研究退火温度对电子束蒸发法沉积的LaTiO_3薄膜晶体结构的影响,使用X射线衍射仪对薄膜晶体结构进行表征,采用扫描电子显微镜和光学显微镜对退火处理后的薄膜表面形貌进行了表征.使用图像二值化方法对薄膜晶化过程中产生的分形花样进行了采样,并通过分形计算获得了分形维数及多重分形谱,从而分析了不同退火温度下薄膜晶化特点.结果表明:随着退火温度的升高,非晶La_2O_3薄膜发生六方相形核长大和立方相形核长大两种不同的晶化过程,并且在立方相形核长大过程中伴随着分形结构的产生,薄膜在850~900℃之间存在两种相的形核转变点.

60Si2Mn钢表面热扩散渗锌涂层的组织及SO_(2)腐蚀行为研究

为了深入研究保温时间对渗锌层质量的影响,以及渗锌层在凝露SO_(2)腐蚀环境下的腐蚀行为,采用热扩散渗锌技术在60Si2Mn钢表面制备了渗锌涂层,利用金相显微镜分别对60,90,120,150 min等不同保温时间下的渗锌层微观形貌进行了观察,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪对渗锌层与基体结合性能、元素分布、物相结构等进行了分析,同时对保温120 min后的渗锌件进行了凝露条件下的SO_(2)腐蚀试验,分析了腐蚀机理。结果表明:120 min保温时间下,渗锌层结构致密,厚度均匀,连续性好;渗锌层物相结构主要组成为ζ相,δ1相以及Γ相;在凝露SO_(2)条件下,渗锌层腐蚀主要以硫酸盐穴自催化机制为主。

丝粉协同高速激光熔覆不锈钢层组织性能研究

目的探究海洋工程装备表面高效高质量强化及改性新技术,提高17-4PH不锈钢层制备效率及综合性能。方法采用高速激光熔覆技术制备17-4PH丝材、17-4PH丝材协同B4C粉末及17-4PH丝材协同Cr_(3)C_(2)粉末3种熔覆层。通过X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪等仪器分析熔覆层的组织结构。利用显微硬度计及电化学工作站测试熔覆层的硬度及耐蚀性。结果17-4PH丝材熔覆层主要为α相(马氏体),而2种丝粉协同熔覆层的相结构除α相(马氏体)外还出现γ相(奥氏体)。3种熔覆层组织及成分整体均匀,丝粉协同熔覆层晶界出现Cr、Nb等碳化物析出,表层分布碳化物颗粒。碳化物颗粒的添加提高了熔覆层硬度,尤其是B_(4)C颗粒,其作为硬质相来增强熔覆层,在均匀细化晶粒的同时使得晶界和晶内析出大量第二相颗粒,硬度较未添加碳化物颗粒的17-4PH丝材熔覆层提升约35.53%。3种熔覆层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性均较好,尤其是协同添加Cr_(3)C_(2)颗粒的熔覆层,相较于17-4PH丝材熔覆层,其腐蚀电流密度由0.592400μA/cm^(2)降低至0.014094μA/cm^(2),腐蚀电位由–0.31405 V提高至–0.13464 V。结论在40 mm/s的熔覆速度下,使用协同预热的焊丝与同轴送进的粉末,高效高质量制备了不锈钢层,充分结合了热丝熔覆效率高及送粉熔覆成分易调节等优点。相较于17-4PH丝材熔覆层,2种丝粉协同熔覆层的物相均除α相外出现了γ相,碳化物的添加细化了组织,且晶界有新的析出相。17-4PH丝材协同B_(4)C粉末熔覆层硬度显著提高,而17-4PH丝材协同Cr_(3)C_(2)粉末熔覆层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性明显提升。

热丝激光熔覆17–4PH涂层组织与腐蚀磨损性能

目的在低碳钢表面高效制备沉淀硬化马氏体不锈钢涂层,研究涂层在腐蚀磨损苛刻条件下耦合损伤行为。方法采用热丝激光熔覆技术在20钢基材表面制备17–4PH马氏体不锈钢涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析涂层的相组成和显微组织,采用电化学腐蚀摩擦磨损试验仪对涂层的摩擦磨损、极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)及腐蚀磨损耦合行为进行研究。结果制备的涂层组织均匀、致密,无裂纹、气孔等缺陷,主要由马氏体相组成。熔覆区的平均硬度约为310HV0.1,约是基材硬度的1.5倍,自腐蚀电流密度为6.583×10^(‒8) A/cm^(2),具有优异的耐蚀性。在3.5%NaCl溶液中,随摩擦载荷的增加,涂层的开路电位下降,摩擦因数增大,自腐蚀电位下降,腐蚀电流密度增大,摩擦对腐蚀促进作用明显。结论热材激光熔覆技术节能、高效,制备的17–4PH涂层结构致密、性能优异,可用于在腐蚀磨损苛刻环境下零部件的表面改性。

基于税收优惠政策下企业所得税纳税筹划研究

企业所得税,是我国税收收入的主要税收类型,也是企业承担较重的税收类型之一;因此,全面把握企业所得税的税收优惠政策,对降低企业所得税税收负担,提升企业核心竞争力有着极其重要的促进作用。本文主要从税收优惠政策和纳税筹划定义论述着手,进一步总结分析了我国企业所得税纳税筹划工作中普遍存在的问题,并提出运用税收优惠政策开展企业所得税纳税筹划的有效举措,望对未来税收优惠政策视角下企业所得税筹划工作的开展提供相应借鉴。

机械合金化时间对Ni_(6)Cr_(4)W_(1.5)Fe_(9)Ti高熵合金激光熔覆涂层组织与耐蚀性的影响

对机械合金化Ni_(6)Cr_(4)W_(1.5)Fe_(9)Ti高熵合金粉末进行激光熔化沉积,制备了该高熵合金的熔覆涂层,研究了机械合金化时间对涂层显微组织和耐蚀性能的影响。结果表明,机械合金化时间的增加可促进合金粉末成分的均匀化,且有利于涂层的致密化及其组织的晶粒细化。机械合金化棒磨4 h后的高熵合金粉末中,各组元均匀分布,并形成了FCC+BCC的双相固溶体结构;通过激光熔化沉积后,双相固溶体结构转变为FCC单相固溶体结构,组织主要由4~6μm的等轴晶和少量胞状晶组成。机械合金化棒磨4 h粉末制备熔覆涂层的致密度和硬度最高、耐蚀性最佳,其耐蚀性相较于棒磨0 h粉末制备熔覆涂层提升了近两个数量级。

基于RSM与NSGA-Ⅱ算法的激光熔覆参数多目标优化

为了获得激光熔覆FeCrNiSi粉末在Q690上的最佳工艺参数,提出了一种基于响应面法(RSM)与第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的激光熔覆参数优化方法。通过设计响应面法中的Box-Benhnken试验方案,搭建输入变量(激光功率、扫描速度、送粉速率)与响应值(稀释率、热影响区深度、显微硬度)之间的代理模型,运用NSGA-Ⅱ对工艺参数进行寻优,结果表明,激光功率为1950 W,扫描速度为19 mm/s,送粉速率为2.4 r/min时,获得最优参数,在此条件下熔覆后的试件的稀释率降低了22.4%,热影响区深度减小了17.9%,显微硬度增大了4.2%。