高温耐磨合金的研究进展

摘要:高温耐磨合金是现代工业和重大装备的关键基础材料,已开发出钴基、镍基、铁基、Ni-Al 基和Nb-Si 基合金以及高熵合金等众多合金体系,在航空航天、轨道交通、能源动力、石油化工等领域应用广泛。介绍了不同材料体系高温耐磨合金的成分特点、显微组织及性能,总结了合金的相关制备技术及其优缺点和适用范围;重点分析了合金元素和加工方式对高温耐磨合金组织及性能的影响。提出了目前高温耐磨合金存在的问题,指出未来应聚焦于合金摩擦学行为的研究和低成本、高性能替代材料的开发。

微波等离子体化学气相沉积制备金刚石厚膜的研究及应用进展

摘要:近年来,随着化学气相沉积(CVD)制备金刚石技术的发展,关于金刚石的研究与应用受到越来越多的关注。目前,主要的CVD 技术有微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)、热丝化学气相沉积、直流电弧等离子体喷射化学气相沉积和热阴极等离子体化学气相沉积等。MPCVD 技术因其生长的金刚石品质高,被认为是制备大面积、高质量金刚石厚膜的最佳方法。首先介绍MPCVD 的基本原理和设备,比较几种主要MPCVD 技术的优缺点,并对国内外的研究进展进行总结,包括金刚石生长工艺的研究,特别是国内外单晶/多晶金刚石厚膜的制备研究,然后总结近年来金刚石厚膜在电子、光学、热沉等高新技术领域的应用,最后对金刚石厚膜的发展前景进行展望。

中国热处理2035发展纲要

编者按:中国工程院咨询项目《中国热处理与表层改性技术路线图》以相变、应变-硬化和“无应力集中”抗疲劳概念为理论基础,聚焦表层硬化技术体系与产业、真空热处理技术体系和产业、特大型关键构件等13个领域,发布10年来,引领了热处理学科及行业发展。党的二十届三中全会进一步明确了到2035年我国全面深化改革总目标,需要大力推进技术创新和产业升级,提高制造业的心竞争力。为此,中国机械工程学会热处理分会围绕热处理“绿色、智能、精密、高端”的发展方向,聚焦热处理先进技术研究和学科前沿,提出了“中国热处理2035发展纲要”,为助力我国高端装备的发展提供支撑。

基于3D视觉的切割机器人路径规划研究

摘要:为提高机器人在切割工件时的精确度,对3D 视觉切割机器人进行了路径规划研究。根据3D 相机视场固定的特点,采用一种求解手眼关系矩阵的多点标定法对摄像机进行标定。将3D 相机采样得到的点云数据转化为机器人坐标系下的点云数据。针对点云数据处理,提出阈值自适应采样法,使用三次多项式对预切割空间曲线进行拟合。采用一种姿态估计算法,通过对切割微切平面进行拟合,完成切割机器人作业空间前进矢量和进给矢量的计算,将规划结果应用于机器人切割作业。实验结果表明,该系统误差在0.24 mm 以内,切割轨迹线形良好,可满足切割机器人系统的要求。

功率超声波在电弧焊接技术中的研究现状和应用进展

摘要:功率超声波具有节能、环保、高效以及可提高焊接质量等优点,在弧焊中具有广泛应用前景。概述了功率超声波在弧焊领域的发展情况,讨论了超声波的几种特殊效应以及功率超声辅助在各种焊接方法中的应用特点,并对未来超声波技术在电弧焊接中的研究方向进行了展望,希望对电弧焊接过程中的超声技术进行基础研究与工程应用的焊接学者提供一些有价值的参考。

先进硬质合金刀具涂层材料及涂层技术研究现状

摘要:随着现代化武器装备和航空航天技术的快速发展,对刀具提出了更高要求,刀具涂层材料及技术装备已成为国内外学者关注的焦点。对TiN、TiC、CrN 三种常用二元涂层的性能和特点进行了介绍;以Ti基、Al基和Cr基三元及多元涂层为例,综述了不同元素对涂层刀具性能的影响;最后概述了CVD、PVD 以及复合涂层技术的基本原理与研究现状,并提出展望。

提高电阻点焊电极寿命的研究进展与展望

摘要:电阻点焊作为一种连接金属的工艺,被广泛应用于机械制造中。本文阐述了当前电阻点焊技术中影响电极寿命的因素,并归纳总结当前电极材料、电极涂层、电极结构、电极/ 工件界面处理、焊接参数优化电极寿命的研究现状,并提出两种电阻点焊中电极降温的结构,实现电极本体快速冷却,从而提高电极寿命,节约成本,提高生产效率。

光学窗口材料飞秒激光加工研究进展

摘要:金刚石、硫化锌和碳化硅等光学窗口材料具有良好的机械和光学特性, 是红外成像制导系统的关键材料。超短脉冲、高瞬时功率的飞秒激光已成为金刚石等光学窗口材料的加工利器, 解决了机械加工、化学刻蚀和微放电加工等传统加工技术存在的机械损伤、裂纹、粗糙度和残余应力高等问题。梳理了飞秒激光与宽禁带光学窗口材料相互作用的非线性能量吸收、非平衡态能量传递与转移机理和材料去除机制。分析了金刚石、硫化锌和碳化硅等光学窗口材料飞秒激光工艺研究及其典型应用。最后, 总结了金刚石等光学窗口材料飞秒激光加工仍存在的问题及其应对策略。

从机理到数据:超快激光加工工艺建模方法研究综述

摘要:超快激光加工凭借高精度、非热熔特性成为微纳制造的关键技术,但复杂的多物理场耦合机理给工艺优化带来挑战。综述了超快激光加工建模方法的演进路径:机理模型(如双温方程、分子动力学)虽具物理可解释性,但面临计算复杂、跨尺度建模难的问题;数据驱动模型(机器学习、深度学习)通过挖掘实验数据提升预测效率,但依赖数据质量且缺乏物理一致性;混合模型融合机理与数据优势,通过物理约束机器学习等方法平衡可解释性与计算效率。研究指出,未来需突破跨尺度物理嵌入、动态工艺自适应建模及智能优化等关键方向,推动超快激光加工从“经验试错”向“模型驱动”范式转变,为航空航天、生物医疗等领域的精密制造提供理论支撑。

机器学习在电弧增材制造中的应用

摘要:电弧增材制造技术具有成形效率高、成本低等优势,已成为金属增材制造技术不可或缺的一部分。然而,电弧增材制造稳定性较差,成形过程需大量人工干预,存在智能化程度低等难题。基于机器学习的电弧增材制造分析方法,对于促进电弧增材制造技术智能化具有重要意义。主要围绕电弧增材制造设计、过程监测、工艺参数与成形零件性能关系这3个方面,总结了机器学习在电弧增材制造工艺流程中的应用。通过对该领域文献调研,综述了在上述3个方面的机器学习方法研究及应用进展。在此基础上,指出了该领域面临的挑战与发展前景。