因瓦合金增材制造技术研究进展

摘要:因瓦合金因其在室温至230℃范围内极低的热膨胀系数,成为航空航天、精密仪器等领域的核心材料。然而,传统制造工艺存在成分均匀性差、复杂结构难加工等问题,严重制约了因瓦合金的应用潜力。增材制造以设计灵活、近净成形等优势为高性能因瓦合金制造提供了新途径,但其工艺-组织-性能关联等仍需深入探究,相关研究近年已取得多项进展。本文系统综述了不同增材制造技术下因瓦合金的工艺特性、组织演化规律与性能调控策略,以及其目前的优势与局限,并在此基础上提出了组织性能优化策略,建议推进跨学科知识应用及标准化数据库构建,为因瓦合金增材制造技术在高精尖、新兴领域的工业级应用提供理论支撑与技术参考。

电子束粉末床熔融增材制造装备和工艺研究进展

摘要:电子束粉末床熔融增材制造技术具有功率大、能量利用率高、扫描速度快、成形应力低、真空环境成形等突出特点,是国内外竞相发展和应用的金属增材制造技术之一。近年来,国内外在电子束粉末床熔融增材制造装备和工艺方面取得多项突破性进展,长期困扰该技术创新发展应用的成形尺寸小和电子枪阴极寿命短等问题已经得到了有效解决,并且涌现出多种新成形工艺和成形质量在线监控技术,在高熔点、高反射率、脆性难加工金属材料复杂构件增材制造方面展现出更加广阔的应用前景。本文从装备发展、在线监控和成形工艺三个方面,对国内外近年来电子束粉末床熔融增材制造技术的新进展进行了综述,并对其发展趋势、面临的技术挑战和应用前景进行了分析和展望。

激光熔覆合金涂层抗空蚀和抗冲蚀性能研究进展

摘要:水力机械是水电站和泵站的核心装备,主要包括水轮机和水泵,而在水轮机上发生的空蚀和冲蚀是使过流部件失效的主要形式。自20世纪60年代以来,一直是困扰水力机械发展的关键难题。众多学者不断研究发现,在基体材料表面制备一层致密的涂层,可有效防止空蚀和冲蚀给水力机械带来的危害。激光熔覆技术作为一种新型表面改性方法,为涂层在工业上的应用拓展了新的领域。通过对现有研究归纳,本文将综合分析空蚀和冲蚀的作用机理、影响因素及预测方法,包括粉末成分和工况因素等对激光熔覆合金涂层抗空蚀和抗冲蚀性能的影响。在此基础上根据目前材料在空蚀、冲蚀性能上存在的弊端,总结了截至目前所存在的问题,展望了未来激光熔覆合金涂层材料的发展方向和趋势,为开发性能优异的激光熔覆涂层材料提供参考。

机器人物质:融合材料与智能的未来路径

摘要:受制于静态结构与固定响应模式等因素,传统智能材料的自适应调控与学习优化能力有限,无法应对复杂环境与动态需求。而当机器人技术的微型化、廉价化、智能化发展与集群技术突破相结合后,便催生了全新的智能材料理念——机器人物质,即以机器人个体为基本单元,依托自组织集群技术实现材料功能。通过整合环境感知、信息处理、耦合连接、力学性能、多态转换、能源续航与人—材交互七大基础功能模块,机器人物质具备自主决策、环境适应、可编程性、多功能性等智能特性。通过进一步与生物功能材料、适应性演化策略等技术相融合,机器人物质或将突破传统智能材料局限,在智能制造、精准医疗及极端环境探索中催生颠覆性应用。

刀具刃口钝化技术及对刀具性能影响的研究进展

摘要:刀具刃口的几何结构对其切削性能和使用寿命具有重要影响,刃口钝化技术通过调控刃口形貌、减少微观缺陷,可显著改善刀具的切削稳定性和耐磨性,因而成为提升刀具性能的重要工艺手段。对刃口钝化技术的原理、特点及其对刀具切削性能的影响展开综述,深入探讨拖曳式钝化、毛刷钝化、微喷砂钝化、振动钝化、磁磨粒钝化、磨料射流钝化等多种刃口钝化技术的优势与局限性,并分析刃口钝化对刀具寿命、切屑形态、工件表面质量及物理力学的影响。研究指出,不同的钝化方式及工艺参数可对刃口微观形貌及其力学性能产生重要调控作用。未来刃口钝化技术的研究重点将聚焦于超硬材料的精密钝化机理与方法创新、形貌的精确设计与钝化参数协同优化、多尺度表征与性能评价体系的系统构建以及高精度智能化钝化装备的研发与应用,这些研究的突破将推动刃口钝化技术向智能化、精密化和系统化方向发展。

硬质合金刀具增材制造技术发展趋势和展望

摘要:综述了增材制造硬质合金刀具的两类技术路线:基于热成形的粉末床熔融技术路线和基于生坯冷打印、脱脂和烧结工艺的冷沉积烧结技术路线。粉末床熔融技术能够制备出接近理论密度的硬质合金刀具,但存在孔隙、裂纹、脱碳以及钴蒸发等问题,通过调整激光能量密度、扫描速度和粉末特性等参数能够显著改善打印件的质量;冷沉积烧结技术能够制备出表面质量优良且力学性能优异的硬质合金刀具,但存在黏结剂残留、制件收缩等问题,通过优化黏结剂种类、脱脂工艺和烧结温度等关键参数可以提高制件的密度和力学性能。同时采用真空烧结、热压、热等静压等热处理工艺能够进一步消除材料内部缺陷,提高刀具整体性能。

高纯净真空悬浮熔铸装备技术进展

摘要:高纯净真空悬浮熔铸技术通过电磁感应力实现金属熔体的非接触悬浮,在真空环境下完成加热、熔炼与成形过程,可从根本上避免坩埚材料对熔体的杂质污染,显著提高所制备金属材料的纯净度。本文系统介绍了真空悬浮熔铸技术的基本原理、工艺特点及主要装备结构,梳理了国内外技术发展现状与关键瓶颈,分析了大容量熔炼中电源匹配、坩埚冷却及悬浮稳定性等核心难题。结合当前研究进展,重点探讨了装备在数字化仿真、AI优化与多坩埚协同熔炼等方面的创新应用,阐述了其在高纯金属及新材料制备中的优势与潜力。展望未来,悬浮熔铸装备将向智能化、精密化、绿色化和多功能方向发展,通过引入数字孪生与物理信息神经网络等技术,实现熔炼过程的精准控制与能效优化,为高端金属材料的自主制备与高性能应用提供重要支撑。

冷喷涂技术在增材修复中的应用现状与展望

摘要: 冷喷涂作为一种固态材料沉积技术,近年来成为增材制造和再制造领域热点研究和应用方向。文章介绍了冷喷涂技术的原理,总结了其主要工艺参数及对沉积层性能的影响规律,重点探讨了冷喷涂技术在航空装备、舰船装备及陆运装备领域局部损伤零部件修复方面的应用现状,围绕丰富粉末材料体系、提升沉积层性能、开发专用辅助装备以及建立健全标准体系等方面阐述了冷喷涂技术的发展前景和挑战,期待为丰富轨道交通装备的制造及修复技术手段提供有益借鉴。

压气机叶片高性能切削加工技术研究进展

摘要:新一代高推重比航空发动机对压气机叶片的抗疲劳制造技术提出了更高要求。切削加工作为叶片减材制造的重要手段,在保证叶片几何精度的同时直接影响叶片表面完整性。大量研究表明叶片表面完整性与其疲劳性能紧密相关。当前叶片的主要金属材料为轻质高强的钛合金和高温合金,但由于钛合金和高温合金是典型的受力热影响显著的材料,加之切削加工过程中存在十分复杂的力-热能场,其耦合作用对叶片表面完整性的影响十分巨大。因此,为探明压气机叶片高性能切削加工技术的发展方向,首先分析了压气机叶片型面的发展历程和切削加工叶片疲劳失效的原因;其次,分别针对光滑表面叶片和仿生表面叶片对高性能切削加工技术的国内外研究现状进行了调研和梳理;最后,总结了叶片高性能切削加工中存在的问题,并对压气机叶片高性能切削加工研究的未来发展趋势进行了展望。为实现面向抗疲劳性能优化的航空发动机压气机叶片切削加工提供了一定的发展趋势参考。

我国电加工机床行业的发展与装备应用趋势

摘要:电加工机床是工业母机的重要组成部分,其技术及装备的发展与应用对我国制造业发展发挥积极的重要作用。基于2024 年度我国电加工机床行业重点企业的统计数据,分析了我国电加工机床行业的发展和装备应用情况, 重点介绍了2024 年电加工机床行业的总体经营情况和出口情况;通过近四年的分季度销售情况对比,分析了2024 年的市场变化与特点;通过各类电加工机床的销售量和销售额占比解析了市场需求,并展望了发展趋势。