工程机械用钢前沿生产技术(一)

摘要:工程机械行业近年来发展迅猛,带动了上游钢铁行业在工程机械用钢生产方面的技术进步。我国钢铁企业基于工程机械行业的迫切需求,与高校和科研院所联合,开发出系列关键共性技术:(1)针对特厚规格钢板生产中面临的压缩比不足问题,开发出液芯大压下技术和“温控-形变”耦合轧制工艺,促进变形向钢板中心渗透、改善了其心部缩孔、疏松缺陷;(2)开发出超快冷技术,实现了工程机械用钢组织和性能在线调控;(3)开发出极薄、特厚规格离线淬火装置,解决了厚板冷却能力不足、薄板板形不良等热处理瓶颈问题;(4)开发出薄与极薄规格钢板在线热处理工艺和装备,实现了工程机械用钢的绿色化生产;(5)运用数字化手段,基于热轧过程极为丰富的大数据,解决了工程机械用钢生产中稳定性不足的问题。介绍了以上关键共性技术及其应用,实现了高强、高韧、特厚、极薄等各类工程机械用钢的批量稳定生产。此外,还介绍了我国典型工程机械用钢产品的研发历程,分析了国内知名钢企在工程机械用钢开发和推广过程中的高性能化和品牌化战略路线,探讨了工程机械用钢全生命周期循环利用策略。通过“产、学、研、制、用”协同攻关合作,我国钢铁企业开发出满足工程机械关键原材料制造需求的各类钢铁材料,促进了相关行业发展,提升了我国工程机械行业的国际竞争力。

具身智能驱动的智能制造应用发展研究

摘要:本文旨在探讨具身智能技术在智能制造领域的应用与发展,为具身智能在智能制造领域的落地应用提供理论支持与实践指导,促进制造业高质量发展与转型升级。按照基于规则的自动化制造、数据驱动的数字化智能制造、具身智能赋能的智能制造的三阶段划分,系统回顾了智能制造的技术演进过程;从交互模型、技术要素、技术框架3个层面出发,构建了具身智能驱动的智能制造技术体系,重点阐述了多模态制造业数据融合感知、基于大模型的具身智能制造、力控制、机器人运动规划等技术要素。具身智能对智能制造在生产制造、仓储物流、检测维护、人机协作等方面具有直接的赋能作用,但也面临多模态数据缺乏制约实际应用成效发挥、复杂制造环境增大感知理解难度、人工智能幻觉导致应用安全风险、软硬件结合问题影响智能能力提升、伦理法律缺失带来标准合规挑战等应用难点。研究建议,加强技术攻关、突破关键瓶颈,完善产业生态、推动应用落地,制定标准规范、保障生产安全,拓展应用场景、开辟市场空间,推动具身智能驱动的智能制造应用发展。

类金刚石薄膜制备技术及内应力调控研究进展

摘要:[目的]类金刚石(DLC)薄膜是一种具有无定型结构的薄膜碳材料,兼具金刚石和石墨的性质,性能多样,在材料科学和工程应用领域受到广泛关注。然而,内应力的存在限制了DLC 的功能和服役寿命。[方法]归纳分析了DLC 的结构特点、制备方法与应用领域,对薄膜残余内应力产生的原因及其降低方法进行了重点分析和总结。[结果]制备技术方面,磁控溅射-化学气相沉积等复合技术因其可以有效改善DLC 薄膜诸多方面的性能而备受关注;内应力调控方面,优化薄膜制备方法、掺杂改性、多层结构设计等手段能显著降低DLC 薄膜的内应力。[结论]复合制备技术与内应力控制技术的发展提升了DLC薄膜的耐久性与综合性能,使其在机械、土木、航空航天、汽车、生物医学和海洋领域的应用更加广泛。

新型关节轴承材料的研究现状及展望

摘要: 介绍了3种新型关节轴承材料的研究现状,研究进展,力学性能和摩擦磨损性能以及当前面临的问题,以期为将来开发使用温度高,承载能力强,摩擦学性能好的关节轴承提供参考。

激光加工技术在工业制造中的最新发展和未来趋势

摘要:激光技术彻底改变了工业制造,相较于传统工艺,在精度、效率和多功能性方面实现了质的飞跃。探讨了激光技术的最新进展,重点介绍了其在工业制造中的应用。深入研究了超快激光、增材制造、激光焊接、切割和表面处理等前沿发展。提供了来自汽车、航空航天、电子、医疗及农业等各个行业的真实案例,反映出激光技术的变革性影响。此外,还讨论了人工智能驱动的激光系统、绿色和蓝光激光,以及混合制造工艺等新兴趋势;展望了激光技术在工业制造中的未来,指出了潜在的挑战和机遇。

气体团簇离子束技术的发展与挑战

摘要:随着科技的不断进步,先进光学与集成电路等领域对光学元件的加工精度要求日益严苛,已经由纳米级材料去除提升至亚纳米级精度。然而,当前主流的传统加工技术,如化学机械抛光(CMP)、液体射流抛光(FJP)、磁流变抛光(MRF)以及离子束抛光(IBP)等,均存在各自的局限性,难以实现原子级光滑表面的制造目标。因此,如何制造出具有亚纳米级表面粗糙度且低亚表面损伤的光学元件,已成为当前亟待解决的技术难题。在不断探索新技术的过程中,气体团簇离子束(GCIB)技术作为传统离子束技术的革新升级,展现出在超精密加工领域的巨大潜力,有必要对气体团簇离子束技术的原理、辐照特性以及可能的应用展开探讨。说明气体团簇离子束技术的原理;阐述气体团簇离子束技术所具有的独特辐照特征,包括低每原子能量、高溅射产率、横向溅射效应以及能量密集沉积等。这些特征使其与传统离子束的辐照效应截然不同;探讨气体团簇离子束技术在抛光、刻蚀、薄膜沉积以及二次离子质谱(SIMS)等领域的应用;总结气体团簇离子束技术现有的优势与不足,为气体团簇离子束技术的进一步发展奠定坚实基础,推动其在超精密加工领域实现更广泛的应用与突破。

模具激光蚀纹技术原理及应用

摘要:以模具激光蚀纹技术原理为基础,探讨其在模具表面加工中的优点和发展趋势。使用激光束在模具表面刻蚀出精确的图案和纹理,通过对其在汽车、电子设备和医疗器械等领域的实际应用分析,验证了激光蚀纹技术可显著提高产品表面质量和性能,提高生产效率,同时具备环境保护的特点。

表面工程技术在大型水轮发电机组中的应用:进展与挑战

摘要:大型水轮发电机组是水电站的强劲心脏,是水电能源转换、保障电力系统稳定、提升电能质量的核心装备,其长效稳定运行极大依赖转轮、定/转子、推力轴承等核心部件的性能发挥。然而,水轮发电机组的复杂苛刻服役环境极易对上述部件造成严重的表面损伤,这对整个机组的安全提出了巨大挑战。表面工程技术能显著提升材料的表面综合性能、赋予特定的表面功能特性,是对水轮发电机组关键部件进行表面强化和延寿的重要途径。以水轮发电机组的关键部件表面损伤为导向,从实际需求出发系统性论述了典型表面工程技术在水电行业的应用进展和前景。重点分析了过流部件的表面防腐、定/转子部件的绝缘防晕、转子上方管路的凝露、转轮空蚀、导叶磨蚀、大型部件的缺陷修复、镜板表面研磨、轴瓦乌金修复等水轮发电机组的典型表面失效难题,并从以往的工程实践和先进科研成果2 个方向,总结了通过环氧涂料、石墨烯复合涂料、氧化铝绝缘涂料、超疏水涂料、磁控溅射涂层、物理气相沉积涂层、表面喷涂修复和表面高能改性等表面工程技术解决上述问题的进展和挑战。

大气压冷等离子体射流表面微加工技术研究进展

摘要:随着柔性电子、微机电系统以及集成电路的快速发展,材料表面微加工需求日益迫切。现有湿法工艺及基于半导体的表面微加工技术在加工效率和环保等方面存在诸多局限。大气压冷等离子体射流表面微加工技术具有绿色环保、成本低廉、温度低、纯干法、无机械接触、活性强等优点,可以实现材料表面局域改性、图形化刻蚀以及功能薄膜沉积等,在表面微加工方面应用潜力巨大,但是对大气压冷等离子体射流表面微加工的研究进展尚缺乏系统综述。总结和分析大气压冷等离子体射流产生方式及常用电极结构形式;重点阐述大气压冷等离子体射流材料表面微加工技术的研究现状;探讨等离子体射流表面微加工技术目前还存在的主要问题,并指出其未来发展方向,以期增进对大气压冷等离子体射流表面微加工新方法和新技术的认识,提升大气压冷等离子体射流在柔性电子、微机电系统以及集成电路等先进制造领域的应用水平。

面向精密电主轴的非晶高速永磁电机设计与分析

摘要:针对高端精密高速电主轴普遍存在损耗大、效率低、转子发热严重等问题,提出采用基于非晶合金定子铁芯的高速永磁同步电机,根据非晶合金定子铁芯的磁化特性和损耗特性开展了高速永磁同步电机优化设计研究,采用有限元法建立了一款额定功率3.7kW、额定转速7000rmp、最高转速15000rmp的永磁电机物理分析模型,与相同结构参数的硅钢(35W270)电机损耗、效率等性能进行了对比分析。通过分析结果表明采用非晶合金作为高速永磁电机定子铁芯较硅钢电机额定工作点理论铁损下降76.5%;经对两款样机进行实际测试,考虑到铁芯加工及装配工艺导致铁损的恶化,实测铁损下降50.7%,效率提高1.4%,相同负载与冷却条件下定子绕组温升下降15.1K,表明了非晶铁芯在高速电主轴中应用具有明显的优势。