层状复合钛合金增材制造研究进展及发展趋势

摘要:层状复合钛合金是由不同种钛合金制成的、成分和组织性能逐层变化的先进材料,能够发挥多种钛合金的性能。层状复合金属的结构设计是保证成形性能和满足服役需求的前提。增材制造相比传统制造技术,具有设计灵活便捷、试制周期短、可成形复杂结构等优势,在层状复合钛合金研制领域应用广泛。本文介绍了层状金属直接过渡、成分过渡和阻挡层过渡结构设计方法,综述了几种增材技术研制层状复合钛合金,包括激光定向能量沉积、电弧熔丝增材制造和电子束熔丝增材制造的研究进展。围绕过渡区组织性能优化、热处理制度建立、残余应力控制和失效机制判据等方面,展望增材制造层状复合钛合金未来的发展方向。

镁合金激光增材制造技术的研究现状

摘要:镁合金作为轻质金属结构材料,因其优异的性能以及良好的生物相容性,在汽车、航空航天、生物医疗等领域应用越加广泛。与传统制造手段相比,激光增材制造技术使得制造高性能复杂结构的镁合金零件成为了可能,拓展了镁合金应用的范围。通过介绍激光增材制造技术的工艺参数、存在缺陷,以及与传统制造工艺相比组织性能的变化,对进一步开展镁合金增材制造研究以及相关的生产应用具有很好的借鉴意义。

钛合金气门在高海拔环境中的应用优势与表面处理

摘要:在高海拔环境下,低温低压环境会导致柴油发动机的动力下降和燃烧不完全,这也会导致气门组件磨损加剧。虽然几十年来,气门制造技术已经得到了广泛探索,但是气门组件经常面临高温高压、频繁冲击和摩擦的严峻工作条件,导致摩擦磨损机制变得异常复杂,过去的气门制造优化措施并没有完全解决气门组件磨损的问题。为此,提出了一种新的解决方案,即使用铝化钛合金作为气门材料。该材料具有热强度高和重量轻的优点,非常适合用作柴油发动机气门材料。然而,由于钛铝合金的耐磨性存在短板,因此在投入实际使用之前,需要通过表面处理工艺来改善其摩擦学性能和疲劳特性。总结了多种钛铝合金表面处理方法的研究情况,包括超声表面轧制、激光表面熔覆技术、化学热处理工艺、激光表面微织构等。这些表面处理技术可以有效地改善铝化钛合金材料的摩擦学性能和疲劳特性,并消除对材料表面的负面影响。研究者们还通过使用不同的表面处理技术的复合处理来达到更好的效果。指出了未来的研究重点和方向是深入研究铝化钛合金的精确加工参数以及使用多种加工方式的可行性和作用。这将有助于更好地解决气门组件的磨损问题,提高柴油发动机的性能和可靠性。此外,还需要对铝化钛合金在其他领域的应用进行更广泛地研究和探索。

铝水解-聚合形态及机理研究进展

摘要:铝水解聚合形态长期以来是分析化学、材料科学、农业科学、地球化学、环境科学和生物毒理学等众多领域研究的前沿。 铝形态主要分为3种形态: 单体羟基形态、聚合羟基形态、溶胶或凝胶形态。 现今主流铝形态分析研究方法有Al-Ferron逐时络合比色分光光度法、27Al核磁共振(27Al NMR)法和电喷雾电离质谱(ESI-MS)。 铝聚合形态中Keggin结构的聚十三铝(Al13)、聚三十铝(Al30)形态具有高正电荷密度和高稳定性等优点,对无机高分子混凝剂开发具有重要意义。 本文介绍了铝水解形态分布、铝形态主要分析方法以及铝水解聚合机理,总结和归纳了Al13和Al30形态的形成机理及其应用,并对铝水解-聚合未来研究方向进行了展望。

铜合金超疏水表面的制备及应用研究进展

摘要:铜及其合金因具有优异的导电性、导热性与延展性,被广泛应用于各个领域(船舶、电力等)中,但在特殊环境(低温、高盐等)下铜合金会产生腐蚀、结霜、污垢附着等现象,其服役寿命和应用范围降低。而在铜及其合金表面进行超疏水改性,可以有效改善其表面能、成分及微观形貌,提高铜基金属的服役性能。简要概述了超疏水表面润湿性基本理论,介绍了近年来铜合金超疏水表面的制备方法,如刻蚀法、电沉积法、氧化法等,并对其优势及局限性进行详述; 然后,综述了铜合金超疏水表面在防垢、防腐、油水分离及自清洁等应用领域的研究现状,并对铜合金超疏水表面未来发展所面临的挑战和方向进行了展望。实现铜合金超疏水表面高耐久、多功能化及制备技术的革新,对推动铜合金超疏水表面的发展和应用具有重要意义。

球形钛及钛合金粉制备技术现状及展望

摘要: 主要介绍了制备球形钛及钛合金粉的方法,有传统的气雾化法(GA 法)、超声雾化法、旋转电极离心雾化法(REP)、等离子旋转电极法(PREP 法)、等离子直流弧球化法(PA 法)、射频等离子炬球化法(TEKNA 法)和新发明的造粒烧结法(GSD 法),并对这些方法进行了比较,最后指出造粒烧结法(GSD 法)因其成本低廉和对设备要求低等优点将会成为球形钛及钛合金粉末制备的主要方法,降低钛及钛合金快速成型的成本,推动增材制造技术的普及与应用。

免热处理强化铝合金的研究现状及应用

摘要:免热处理强化铝合金作为新能源汽车轻量化与一体化压铸技术的核心材料,通过自然时效即可实现高强度与塑性的协同提升,有效规避传统热处理工艺引起的鼓泡、变形等缺陷。本文系统阐述了免热处理铝合金的强化机制,重点分析了晶粒细化、多相协同强化及元素调控对力学性能的影响规律。通过对比Al-Si、Al-Mg-Si等主流合金体系的设计策略,国际商业化牌号以成分精简与工艺稳健性为核心优势,而国内研究通过多元微合金化技术实现了强塑性的突破性提升,但仍受限于成本控制与规模化生产稳定性。结合特斯拉Model Y 后车底结构件等工程案例,验证了该材料在简化制造流程、降低能耗及提升车身结构集成度方面的显著优势。本文从材料设计性能优化工程应用全链条视角构建研究框架,为免热处理铝合金的产业化发展提供科学依据与技术路径。研究结果对推动新能源汽车轻量化技术革新及绿色制造工艺升级具有重要指导意义。

超硬材料制品金属结合剂发展现状及未来发展需求

摘要:文章简要介绍超硬材料制品金属结合剂的国内外发展现状,阐述了目前单质金属粉末及预合金粉末的质量状态及评价体系对制品性能的影响,并提出了今后超硬制品用金属粉末的发展方向。

钛合金切削加工表面完整性形成机制研究进展

摘要:钛合金作为航空发动机关键构件的主要应用材料,具有质量轻、强度高、耐腐蚀、抗疲劳等优异性能。然而其弹性模量小、热导率低、化学亲和力强,切削加工过程中会产生较高的切削力和切削温度,不同的热力耦合作用会使工件表层组织、成分、力学性能发生变化,形成不同的表面完整性状态特性。本文基于表面完整性形成机制分析,阐述了工艺参数、刀具材料和性能、润滑方式对切削力、切削温度以及表面粗糙度与形貌、残余应力分布、显微硬度分布、微观组织的影响规律,分析了不同切削力、切削温度状态下表面完整性的形成机制。通过总结当前研究进展,指出现有研究主要集中于现象和规律的描述,鲜见基于加工界面热力耦合作用分析表面完整性形成机理方面的研究,对表面完整性的定性和定量表征体系不完善。因此,钛合金切削加工技术未来的研究对象需从试块提升为构件,考虑构件实际加工过程中加工轨迹时变性引起加工界面接触状态的变化对表面完整性的影响;完成表层塑性变形和晶粒特性的定量评价,实现表面完整性梯度分布的准确预测;以疲劳性能为目标,反推并设计满足构件服役性能的表面完整性特征分布,确定出满足要求的加工条件,实现满足服役性能要求的表面完整性加工。

纯铜粉末注射成形工艺的研究进展

摘要:随着新能源汽车、通讯等技术的快速发展,对高性能、复杂结构的纯铜散热器要求越来越高。传统的锻造、铸造、粉末冶金压制等工艺都难以制造复杂结构的制品,而机加工、3D打印等工艺成本较高,不利于大规模推广,金属粉末注射成形工艺具有低成本、批量制造复杂形状制品的优势,有望实现复杂结构纯铜散热器的规模化制造。目前,纯铜粉末注射成形工艺存在球形粉末成本高、烧结致密度不高等技术挑战。因此,本文系统总结了纯铜粉末注射成形工艺的研究进展,重点阐述了喂料制备、注射成形、脱脂和烧结等关键工艺的研究现状,并提出未来发展建议,为推进纯铜注射成形工艺的工程化应用提供参考。