钛合金高质高效切削加工刀具技术

摘要:钛合金以其高比强度、优异的耐蚀性和耐热性等性能优势,在国防工业和民用领域中被广泛应用。然而,钛合金属于典型难加工材料,切削加工时温度高、切削变形和冷硬现象严重、易粘刀,导致刀具易磨损且表面质量差。目前针对钛合金加工多采用低切削用量,制约了加工质量和生产效率的提升,高质高效切削技术成为钛合金加工领域所关注的热点及难点问题。设计与优选切削刀具是实现钛合金高质高效加工的关键要素,通过刀具材料与刀具结构设计、刀具涂层制备、刀具加工状态监控和数据库开发等手段可为钛合金高质高效加工奠定技术基础,也将为研制钛合金加工的新刀具和提高刀具寿命与加工质量提供解决思路。

增材制造镁合金技术现状与研究进展

摘要:镁合金具有轻质、比强度高、阻尼减振、生物相容性好、体内可降解等优点,在航空航天、汽车轻量化、生物医疗等领域应用潜力巨大。然而传统的镁合金铸造成形和变形加工技术在制备一体化复杂结构件上具有一定的局限性,制约了镁合金在上述领域的应用普及。增材制造是一种根据三维模型数据逐层熔化沉积的先进技术,有望成为镁合金复杂构件制备的重要技术途径。本文概述了近年来增材制造镁合金的研究进展,重点对选区激光熔化(SLM)和电弧增材制造(WAAM) 2 种主要增材制造的工艺研发现状和影响因素、微观组织、力学性能及耐蚀行为进行分析与总结。研究表明,工艺优化后SLM和WAAM等技术均可获得致密度> 99%的镁合金试件,并且能够获得与传统制造镁合金相当的力学性能和耐蚀性能,增材制造镁合金表现出极大的工程应用潜力。最后,从材料优化、工艺改进及性能评价等方面对增材制造在镁合金中的未来发展趋势与研究方向进行了总结与展望。

3D打印钛及钛合金的发展现状及挑战

摘要:3D打印技术正在挑战传统制造工艺的主导地位,尤其是在以钛合金为代表的金属领域凸显出巨大潜力。本文重点介绍了当前用于钛及钛合金制造的主流打印技术的研究现状,详细分析了每种技术的基本成形机理和存在问题,指出了工艺应用挑战和如何解决这些问题的可能措施。同时,对这些技术的主要优缺点进行了比较,以便于根据实际应用需求选择最佳的3D打印工艺,归纳了各种类型的3D打印钛及钛合金的代表性应用及相关性能,指出了3D打印高性能钛部件的发展方向。

TiAl合金热成形技术研究现状与展望

摘要:轻量化是航空航天领域永恒的主题。TiAl合金的密度为3. 9~4. 2 g/cm3,是镍基高温合金的1/2,其兼具轻质与耐热的优异性能,在航空航天装备热端构件制造方面具有重要的应用价值。然而,TiAl 合金具有本征脆性,存在室温塑性低和热变形能力差等问题,造成加工与成形难度大、成本高,限制了其大规模应用。本文在回顾总结TiAl 合金发展历程及应用现状的基础上,综述了TiAl 合金的铸造、粉末冶金、热塑性成形、增材制造等热成形技术的研究进展,其中重点讨论了热塑性成形技术,包括包套挤压、等温锻造、近等温锻造和包套轧制等。现有塑性成形技术存在的问题主要是TiAl合金塑性差、成形难度高、成形效率低以及性能不足,今后TiAl 合金塑性成形的发展方向应是高效率、低成本近净成形,同时提高材料的利用率和力学性能。

不锈钢纤维增强镁基仿生复合材料制备与力学性能

摘要:利用Mg熔体浸渗不锈钢纤维编织骨架的方法,制备了具有类似天然鱼鳞的正交层合板和双螺旋层合板结构的镁基仿生复合材料,并选用二维平面随机取向结构作为对比,表征了复合材料的相组成、微观结构以及在室温与200℃条件下的力学性能,揭示了其微观结构与力学性能之间的关系。结果表明,镁基复合材料中不锈钢纤维能够起到显著的强化作用,并且其力学性能与微观结构密切相关。与二维平面随机取向结构相比,类鱼鳞仿生结构表现出更高的拉伸强度和塑性,并且能够通过不锈钢纤维从Mg基体中拔出促进变形和消耗能量。特别是,类鱼鳞双螺旋层合板结构在室温条件下塑性更高,而在高温条件下强度更高,其不同取向的纤维之间能够协调变形,诱导裂纹发生偏转,并减弱变形和损伤的局域化程度。本工作通过探索构筑新型仿生结构,有望为优化设计镁基复合材料的结构以提高其性能提供参考。

铜合金在增材制造领域的研究进展

摘要: 增材制造(AM)技术,俗称3D打印,作为一种发展中的先进制造技术, 近年来在多个工业制造领域得以较大规模应用。为总结AM技术在铜合金领域的研究进展, 重点梳理了铜合金产品的增材制造过程、铜合金AM制品的应用领域, 以及铜合金AM产品性能的优化路径。本文通过文献调研和实例分析,提示了铜合金AM过程的特殊要求,以及影响AM质量的关键因素。此外,探讨了通过后处理技术优化铜合金AM部件性能的可能性。结果发现, 铜合金的AM技术在汽车、 医疗、热管理、航空航天、消费电子等领域的应用前景十分广阔,但目前仍面临加工难度大、工艺优化复杂等挑战。本综述为铜合金AM的研究和工业应用提供了一个参考框架, 并指出了进一步研究的方向。

超薄电镀金刚石切割片的研究状况

摘要:超薄电镀金刚石切割片具有加工精度高、切缝窄、效率高、质量好的优势,在硬脆材料及精密器件的精密切割加工中具有广泛的应用。近年来,随着我国人工智能以及5G信息产业的快速发展,其核心部件———芯片产业受到越来越多的重视。在芯片的制备流程中,超薄电镀金刚石切割片发挥了重要作用。文章重点介绍了国内超薄电镀金刚石切割片的研究状况,并与国外产品进行了简单对照,提出了存在的一些不足,以期为超薄电镀金刚石切割片的研究提供参考。

粉末轧制大尺寸多孔钛板制备工艺研究

摘要: 以氢化脱氢钛粉为原料,采用粉末轧制和真空烧结技术,通过对喂料和烧结制备工艺的优化改进,制备出了过滤性能均匀,且宽度>400 mm的大尺寸多孔钛板。实验结果表明: 限制式喂粉方式可实现定量喂料,能保证喂料的均匀性; 加压限位烧结可以有效防止生料坯在高温烧结过程中发生翘曲变形; 轧制多孔钛板过滤性能良好,其密度为2.85g /cm3 ,最大孔径为37μm,透气度为150 m3 /( h·kPa·m2) ,同时对于5μm以上的气体粉尘过滤效率>99.99%,满足了过滤行业对大尺寸多孔钛板的需求。

国外超硬材料产业发展趋势

摘要:文章概述了国外超硬材料发展状况。重点介绍了国外超硬材料发展态势,并对国外超硬材料制品新技术进行了归纳,对超硬材料新应用进行了分析,以期为国内超硬材料产业的发展提供有益的参考。

石墨烯增强铝基复合材料制备技术及强化机制研究进展

摘要:具有二维平面结构和优异综合性能的石墨烯已成为铝基复合材料制备的理想增强体之一。本文主要介绍了液态成形法、粉末成形法和复合加工工艺等三大类石墨烯增强铝基复合材料制备技术。通过对不同类型制备技术的原理分析,结合石墨烯增强铝基复合材料的四种强化机制,总结出石墨烯增强铝基复合材料的发展方向应以复合材料的基础理论研究、制备技术的突破和大规模的工业化应用为主。