等离子束表面改性技术在金属材料领域的研究现状与应用

摘要：随着现代工业技术的迅猛发展，对金属材料表面性能的要求日益提高，传统材料逐渐难以满足高性能零部件的应用需求。等离子束表面改性技术作为金属材料表面工程领域的核心技术之一，通过高能等离子体与金属基体的相互作用，可实现对材料表面性能的精准调控，在材料工程领域受到广泛关注。通过聚焦等离子束表面改性技术的研究现状及其应用，系统综述了该技术的国内外研究进展、主要分类与特点、作用机理、典型应用场景，以及未来发展趋势等。虽然等离子束表面改性技术在材料硬度、耐腐蚀、抗氧化及抗磨损等性能提升中展示出显著优势，但该技术仍面临着设备成本高、工艺稳定性不足及改性层结合力有限等关键挑战。由此，总结了等离子束表面改性技术在人工智能工艺优化、智能化控制系统、复合改性技术融合，以及新型材料适配等方面的未来研究方向。

机械 2026年05月20日 1 点赞 0 评论 146 浏览

梯度硬质刀具涂层的研究进展

摘要：汽车零部件、模具机床、医疗器械和航空航天等行业均涉及到难加工材料的切削加工，其切削过程会受到力与热的强烈耦合，而在切削刀具表面涂敷硬质涂层能够降低其在切削过程中产生的切削力和切削热。随着我国高端制造业的不断发展，切削刀具会因硬质涂层的韧性不足导致其在关键部件的加工过程中过早损伤破坏，甚至灾难性断裂。通常通过梯度设计克服传统材料硬度-韧性等必要性能相互冲突的机械特性，并赋予其特殊功能。因此，总结了几种典型的梯度硬质刀具涂层。在涂层的梯度设计上，元素成分梯度结构能够增强涂层与基体及各涂层之间的匹配，从而降低涂层内应力并抑制裂纹的萌生和扩展。与元素成分梯度涂层相比，多层梯度结构能够综合多层结构和梯度结构的优势增强涂层的综合性能，且更容易实现。在梯度硬质刀具涂层的性能评价方面，目前主要依靠试验直观分析涂层的力学性能。通过试验结合模拟计算，或利用机器学习方法对涂层进行快速、高效的性能评价仍然是一个挑战。硬质刀具涂层的梯度设计及其性能评价的研究结论，可为硬质刀具涂层的梯度设计及其性能评价提供理论认识。

机械 2026年07月03日 1 点赞 0 评论 78 浏览

氮化铝超声振动辅助纳米磨削过程中振幅和频率的微观作用机制：分子动力学研究

摘要：超精密表面磨抛是制造高端氮化铝基宽禁带半导体芯片及器件的关键工艺。氮化铝为硬脆难加工材料，采用传统纳米磨削等工艺对其加工存在效率低和易损伤等难点。引入超声振动可以提高磨削加工中工件材料的去除率、降低其亚表面损伤。然而，目前对氮化铝超声振动辅助纳米磨削去除机理的认识尚浅，振幅和频率的影响规律和微观作用机制不明。为此，开展了不同条件下氮化铝表面超声振动辅助单金刚石磨粒纳米磨削过程的分子动力学仿真，从原子层面探究振幅和频率对纳米 / 亚纳米级材料去除和亚表面晶格损伤的作用机制。研究结果表明：增加振幅或频率可在降低磨削力的同时，提高材料去除率，降低表面粗糙度和亚表面晶格损伤。随着振幅的增大，磨削力线性减小，去除体积线性增大，位错分布范围减小，材料去除行为由单一的塑性域去除逐渐向复合去除方式转变。当频率达到1 GHz 时，磨削力急剧下降。在超高频振动的影响下，工件局部出现高温，同时磨粒的冲击作用显著增强，导致去除体积大幅增加。此时，磨削表面呈现出均匀稳定的原子层状剥离现象，亚表面则近乎零损伤，无位错和非晶结构。研究结果可为硬脆半导体材料高效率、低损伤的超精密磨削加工工艺条件优化提供理论参考。

机械 2026年06月29日 1 点赞 0 评论 111 浏览

常用固体润滑薄膜的辐照损伤研究进展

摘要：固体润滑薄膜以其优异的减摩抗磨性能、化学稳定性和高温稳定性在航空航天、核工业及机械制造等领域得到广泛应用。然而，在太空、核反应堆等极端环境中，固体润滑薄膜易受辐照损伤而导致润滑性能失效。本文首先介绍了３ 类常用的固体润滑薄膜：二维层状润滑薄膜、碳基润滑薄膜和金属基润滑薄膜，并概述了它们在辐照和摩擦学方面的研究进展。然后，提出了该领域目前存在的问题，并总结了该领域未来的发展方向。最后，针对固体润滑薄膜在辐照环境下面临的挑战，从热退火处理、元素掺杂、多层复合膜结构设计、界面调控、晶粒细化５ 方面展望了提高３ 类常用的固体润滑薄膜抗辐照性能的措施。该综述旨在帮助研究人员了解该领域研究的重要性及紧迫性，以推动具有优异抗辐照性能的固体润滑材料在苛刻辐照领域的发展应用，从而确保其机械部件在极端环境下的可靠性和稳定性。

机械 2026年06月18日 1 点赞 0 评论 118 浏览

电子束粉末床熔融增材制造装备发展综述

摘要：电子束粉末床熔融（EB-PBF）增材制造技术具备成形效率高、成形零件应力低等优势，适用于高温合金、高熔点金属的成形，在航空航天、生物医疗等领域具有广阔的应用前景。对电子束粉末床熔融装备的研究情况进行了概述，回顾了EB-PBF 装备的发展历程，汇总分析了国内外主要厂商的装备特点及研发进展，综述了抗吹粉、多材料、多束流复合3 个方面装备的关键改进与创新方法。在此基础上，着重介绍了离子中和、机械装置屏蔽、近红外预热等新型成形舱改进方案，及其对工艺过程稳定性的提升效果；介绍了新型铺送粉装置改进方案对多材料成形的潜力，即该方案可有效满足多材料成形、成形效率提高等需求；此外提出并实现了多电子枪同幅加热成形、电子束-激光复合成形等突破传统单电子枪加工思路的新型成形技术。最后，总结了该方向的研究进展并对其发展前景和主要发展方向进行了展望。

机械 2024年07月19日 1 点赞 0 评论 521 浏览

大兆瓦风电机组偏航轴承力学及疲劳性能分析

摘要：受模型的复杂性和计算规模限制，针对大兆瓦风电机组偏航轴承的性能分析大多采用了简化模型。为此，详述了极限工况、疲劳工况下的数据处理方法，使用有限元软件搭建偏航轴承全实体化模型进行轴承静强度分析和套圈疲劳分析，该模型综合考虑了螺栓预紧力的影响，对偏航轴承的内外圈偏移量、密封性能，弹簧等效下的钢球载荷、接触角、截断角以及套圈拉压Von Mises应力和螺栓载荷等进行了全面分析。提出了一种基于雨流法将LDD转化为马尔科夫矩阵的方法，用于计算偏航轴承各部件的疲劳累计损伤。

机械 2026年03月27日 1 点赞 0 评论 129 浏览

工程机械行星架的精密热模锻成形工艺

摘要: 针对某类精密热模锻工程机械行星架锻件表面和立柱处易出现折叠、夹伤缺陷的问题, 利用Deform-3D 软件的数值模拟技术分析了其主要成形工序下的坯料温度、金属流向、等效应力和等效应变分布, 结合生产实践发现, 成形立柱时较大的金属流速差和温度差是形成锻件折叠、夹伤缺陷的主要原因。当流入立柱型腔内的金属在汇流时存在较大的流速差, 会导致较大流速与较小流速汇流、带动小流速金属翻转形成折叠缺陷; 当立柱局部温差较大、表面温度过高时会使材料塑性发生变化, 易混入氧化皮、脱模剂等杂质, 导致局部难以融入坯料主体, 在高速成形过程中形成材料分离和汇合现象, 造成立柱表面夹伤。可通过优化模具结构控制金属流向、调整工艺参数控制锻造速度和坯料尺寸来有效避免或抑制成形缺陷的产生, 从而解决精密热模锻件出现的折叠、夹伤缺陷的问题。生产试制结果表明, 经过优化的成形工艺有效提高了产品合格率, 并满足成形质量要求。

机械 2026年05月06日 1 点赞 0 评论 138 浏览

国内焊接机器人应用的快速发展及认识误区

摘要: 对国内焊接制造现状进行了分析研究，介绍了国内最近12 年焊接机器人与其它工业机器人应用数量快速增长、应用行业迅速扩大的发展现状，详细剖析总结了在焊接机器人应用过程中的若干认识误区并提供了相应的解决和防范对策，以期对从事机器人焊接研究、应用、教学等工作的单位和相关人员在实际工作中有所参考和帮助。关键词: 机器人; 焊接; 焊接机器人; 机器人焊接

机械 2024年01月08日 0 点赞 0 评论 254 浏览

论我国重大技术装备轴承的自主安全可控

摘要:重大技术装备轴承的自主安全可控是国家重视，社会关注的“国之大者”，是我国轴承行业的第一要务，我国轴承行业也为此付出了艰辛的努力。“十三五”完成了一批重大技术装备轴承的开发，“十四五”期间，重大技术装备轴承的研发→工程化→产业化任重而道远。阐述了重大技术装备轴承7 种标志性产品的关键技术，市场需求，开发的重点、难点，以期推动这些高端轴承的开发，从而加快实现我国重大技术装备轴承自主安全可控的进程。

机械 2024年07月18日 1 点赞 0 评论 596 浏览

轴承润滑研究发展综述

摘要：轴承作为各种机械系统的关键零部件，其性能直接影响机械设备的寿命、效率和可靠性，并与润滑理论的发展及应用密切相关。回顾了轴承润滑理论、智能润滑系统、轴承材料以及润滑方法的最新研究进展，着重介绍了非均质材料的接触分析和多尺度模拟技术。同时，总结了陶瓷材料、纳米润滑剂和仿生复合材料在提升润滑性能方面的应用，以及智能润滑系统结合传感器和人工智能实现润滑状态监测与自适应控制的情况。研究表明，材料创新与智能技术的融合能够有效降低摩擦磨损、延长润滑寿命，提升机械系统的性能和能效。这为轴承技术和材料的研究提供坚实的理论基础，满足机械工程领域对可靠性和效率的不断追求，从而促进工业领域的可持续发展。

机械 2026年03月26日 1 点赞 0 评论 124 浏览