金刚石切削单晶镍纳米表面生成机理研究

摘要:为研究单晶镍超精密切削加工表面生成机理,建立了金刚石切削单晶镍分子动力学仿真模型,通过结果分析得到不同参数对单晶镍纳米加工的影响;对单晶镍工件进行金刚石切削实验,采用白光干涉仪和扫描电子显微镜对切削表面和切屑形态进行表征,从理论和实验两方面对单晶镍切削加工工艺参数进行优化.研究结果表明:切削深度在一定范围内与单晶镍表面质量成正相关;刀具负前角有利于提高表面质量,但会带来毛刺;单晶镍在金刚石切削过程中未发生非晶化,位错类型以Shockley位错为主导,共存少量的Hirth、StairGrod和Frank位错,(110)晶面的[1-10]晶向亚表面损伤最小,为最佳加工晶向.研究结果可为优化单晶镍的超精密加工工艺及提高加工精度提供一定参考.

火电领域激光熔覆金属防护涂层的研究与应用进展

摘要:激光熔覆技术已经成为现代制造业中提高零部件表面性能的重要手段,特别是在电站设备修复和再制造方面显示出了其独特的优势。本文综述了不同类型的激光熔覆工艺以及其在提高材料耐磨性、耐腐蚀性等方面的研究与应用,包括激光熔覆技术在火电站领域应用的最新进展,以及在超临界/ 超超临界电站的应用进展;详述了哈氏合金、镍基合金等材料在激光熔覆过程中表现出的优异性能,包括陶瓷颗粒增强、元素成分选择以及工艺参数优化等。此外,还探讨了激光熔覆技术面临的挑战和未来发展方向,包括工艺参数的优化、涂层新材料的制备、提高熔覆效率和涂层质量的新技术。通过激光熔覆技术能够有效地提高发电设备的耐用性和可靠性,尤其是在超临界/ 超超临界条件下的高温高压环境中。未来激光熔覆技术的发展挑战主要集中在工艺参数的进一步优化、新型涂层材料的研发、提升熔覆效率和涂层质量的新技术开发。解决这些挑战将有效提高发电设备在高温高压环境中的耐用性和可靠性,为该领域的可持续发展提供重要支持。

激光熔丝增材制造及其复合制造技术研究进展

摘要:激光熔丝增材制造技术在制造复杂几何结构部件、大型装备部件以及实现轻量化生产中显现出独特优势,具有较高的材料利用率,推动了绿色化生产,受到了广泛关注。但该技术在对特殊材料的适应性、缺陷控制及设备稳定性等方面仍然面对重大挑战,需要不断对工艺参数制定优化策略以保证部件质量。在总结激光熔丝增材制造技术发展现状的基础上,探讨了复合热源熔丝技术的研究现状,展望激光熔丝增材制造技术的发展趋势。

系列化高端液压支架智能制造体系构建研究

摘要:针对我国高端液压支架制造粗放、质量可靠性不足等突出问题,围绕系列化高端液压支架智能制造体系展开研究,提出了以整体标准-云端设计-智能制造-质量管控为主线的全流程智能制造体系架构。首先,分析了国内外液压支架研究现状,明确了国产装备与国际顶尖水平的差距;随后,构建了含通用、安全、制造等五类核心标准的智能制造标准体系及九大维度管理体系;进而从精准设计系统、全流程智能制造、全流程质量优化三方面搭建体系;最后,提出了新技术融合、多维度保障及“产学研用” 协同等建议。该研究可为我国高端液压支架的智能化转型与产业升级提供理论支撑与实践路径。

齿轮精密塑性成形理论技术装备研究与应用

摘要: 齿轮是传动系统的核心基础件, 被广泛应用于机械、汽车、航空航天装备等领域。齿轮传统制造技术为切削加工,其材料利用率低、加工周期长, 特别是金属流线切断, 损害齿轮性能, 无法满足高端装备发展需求。齿轮精密塑性成形制造技术具有节能、节材、高效和优质等特点, 是高性能齿轮技术发展方向。阐述了齿轮精密塑性成形理论方法, 分析了国内外圆锥直齿轮、圆柱直齿轮和圆柱螺旋/ 斜齿轮精密成形技术特点; 介绍了齿轮精密成形典型装备及产线, 总结了齿轮无切削摆辗精密成形和锻造精密成形应用情况。此外, 展示了圆锥螺旋齿轮多自由度包络成形和非圆齿轮锻造成形新方法, 为高性能齿轮无切削成形制造技术装备研究与应用提供了参考。

塑料齿轮传动高承载技术发展与应用

摘要:围绕塑料齿轮承载能力及在动力传动领域应用的问题,介绍了塑料齿轮的失效形式与承载能力,给出了目前的材料与工艺水平下塑料齿轮承载的基础数据,从新材料应用、润滑等工况条件改善、材料结构工况协同设计等方面阐述了提高塑料齿轮承载能力的措施,介绍了高承载塑料齿轮在汽车发动机传动、轻型车辆主传动、小型航发附件机匣传动等动力传动场景的应用实践和潜力。

增材制造硬质材料的研究进展

摘要:硬质材料包括硬质合金、金刚石、氮化硼及其复合材料等,因其高硬度和强耐蚀性等优异特性,在航空航天、汽车制造、医疗器械、能源以及工业工具等诸多领域得到广泛应用。然而,随着复杂形状硬质材料零部件应用需求的日益增长,传统制造方法如粉末冶金技术等面临诸多限制。增材制造技术为此类应用提供了有效的解决方案。本文概述了硬质材料增材制造技术的基本原理并总结了其主要特点,综述了采用增材制造技术制备硬质合金、金刚石、氮化硼及其复合材料等硬质材料的研究现状,探讨了增材制造硬质材料的应用前景,并指出了当前存在的问题及未来的发展方向。

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。

高温合金涡轮叶片损伤修复技术研究进展

摘要:高温合金涡轮叶片是航空发动机和地面燃气轮机最关键的热端部件之一,其长期工作在复杂的温度场、应力场及燃气腐蚀环境下,易出现多种类型的损伤。如果将仅存在微小损伤的叶片直接报废处理,将会显著增加航空发动机和地面燃气轮机的维护/维修成本,造成资源的极大浪费,因此开展高温合金涡轮叶片损伤修复技术研究对于降低高温合金涡轮叶片修复制造成本具有重大意义。首先阐述了涡轮叶片损伤修复技术研究的必要性,其次对高温合金涡轮叶片的主要损伤形式进行了类总结,包括表观损伤和内部冶金组织损伤。对目前各种修复技术进行了总结,包括焊接修复技术、激光熔覆修复技术、激光成形修复技术和恢复热处理技术等,分析了各种修复技术的发展情况、优劣及其适用性;最后对未来高温合金涡轮叶片损伤修复技术的发展方向进行了展望。

影响冷喷涂粒子沉积的关键因素:粉末表面氧化综述

摘要:冷喷涂技术因具有低温固态沉积特性,在高性能金属或金属基复合涂层制备、修复及增材制造领域已有重要应用。然而,原始喷涂粉末的表面氧化状态对冷喷涂粒子沉积过程及所制备涂层或沉积体的微观组织、界面结合质量和力学性能具有重要影响。一般来说,粒子表面氧化膜的存在增加了粉末的临界沉积速率,降低了粒子塑性变形能力,并在界面处形成未结合区或脆性夹杂,从而显著影响粉末的沉积效率和沉积体的力学性能。然而,在特定条件下,粉末表面的氧化膜经过碰撞作用而破碎,不连续的氧化膜均匀分布在涂层中,通过弥散强化能够提高涂层的硬度。本文主要综述了粉末表面氧化膜在喷涂沉积过程中的破碎行为及其对涂层微观组织和性能的影响,重点探讨了氧化膜对界面结合、涂层组织及性能的影响机制。此外,本文还提出了高强塑性沉积体对粉末低O含量的严格要求,为优化冷喷涂材料性能提供理论指导。最后,对粉末表面氧化膜在冷喷涂增材制造中的影响及未来研究方向进行了展望。