换向电流在叠层模板电沉积中的研究和应用

摘 要： 叠层模板电沉积是一种通过逐层模板沉积以成形复杂金属结构的新型制造技术。通过前期实验,认为该技术的关键在于保证单层表面的沉积质量以确保沉积逐层顺利进行,而调整电流参数配置可以有效地改善表面的沉积质量。本文分析了双脉冲电流对铸层的整平修饰作用,认为其中的负向脉冲电流可以腐蚀削减铸层表面微观突起的生长高度。试验中采用3种电流配置进行对比实验,配置分别为：纯直流配置、正脉冲电流和双脉冲电流。实验对电流参数包括正负脉冲的脉宽、频率,工作时间、关断时间以及电流密度作了调整和优化。实验结果验证了理论分析,通过宏观厚度测量和微观形貌,表明双脉冲电流配置条件下,模板电铸层的均匀性具有明显的改善。实验中制备出一批截面为20mm×20mm,厚度为4-7mm具有一定几何形状的铜质金属实体。     

不同电源模式对电沉积磷酸钙涂层的影响

采用电化学沉积的方法在钛合金(Ti-6Al-4V)表面制备生物涂层.通过采用恒电流模式和脉冲电源模式考察不同的电源模式对电沉积磷酸钙涂层的影响.试验研究了不同电源模式对涂层的微观形貌及涂层厚度的影响.结果表明:脉冲电流下制备的涂层比恒电流条件下制备的涂层更为均匀致密.在同等的沉积条件下,脉冲电流制备的涂层厚度比恒电流条件制备的涂层厚度增加了16.2μm.XRD分析表明,电源模式的改变并没有影响磷酸钙的生成.     

慢走丝电火花线切割TC4试验研究和参数优化

以慢走丝电火花线切割加工钛合金TC4为试验对象,在正交试验的基础上,通过信噪比(signal to noise ratio,SNR)方法研究峰值电流、开路电压、脉冲宽度、走丝速度和丝张力对加工时间、切缝宽度和表面粗糙度的影响规律.采用灰色关联度分析方法将多目标参数优化转化为单目标灰关联度的优化,得到慢走丝电火花线切割TC4在多项工艺指标要求下的最优参数组合.多目标优化结果表明:在峰值电流为30 A,开路电压为100 V,脉冲宽度为20μs,走丝速度为105 mm/s,丝张力为12 N时,表面粗糙度减小了8.35%,切缝宽度减少了2.59%,加工时间减小了26.06%.     

原油管道内壁蜡沉积模拟软件开发及沉积特性

通过对原油管道蜡沉积过程的详细分析,明确了蜡晶径向扩散与轴向沉积物理模型,建立了蜡沉积数学模型.选用分段迭代法,在VB开发平台上编制并发布了蜡沉积模拟软件,经过单位温降析蜡量计算数据和实测数据对比分析,验证了软件的有效性和计算精度.以涩-仙-敦原油管道为研究对象,采用DSC技术对实际输送原油性质进行了测试,利用编制的蜡沉积模拟软件针对油品出站温度和输量对蜡沉积的影响进行了研究.研究结果表明:油品出站温度升高,管壁初始结蜡位置后移,蜡沉积层最大厚度变化较小,沿线蜡沉积层厚度非线性变化;输量增大,管壁初始结蜡位置后移,蜡沉积层最大厚度明显减小,沿线蜡沉积层厚度非线性变化.     

复杂形状管件液压成形工艺的稳健性优化

以某形状复杂的管状副车架成形为例,借助数值模拟方法和稳健优化技术获取多工序加工的管件液压成形的稳健最优工艺参数.敏感性分析表明,影响管状副车架厚度减薄率的关键工艺参数分别为数控弯曲中的压块速度和润滑条件以及液压成形中的内压力;工艺稳健性优化结果表明,通过控制上述关键工艺参数,可以获得控制管状副车架厚度均匀性的最优工艺参数.     

激光熔覆多层Nb-Si-Ti显微组织

采用基于多层激光熔覆的激光快速成形方法,通过优化激光扫描过程参数,调整不同成分元素粉末来进行铌硅基自生复合材料的显微组织和成分设计研究.采用Nd:YAG激光器扫描预置在Ti-6Al-4V基材上成分为Nb-18Si-24Ti(原子分数)混合粉末,获得所需激光熔覆层.优化出工艺参数为激光脉冲电流225A,扫描速度3.0mm/s,激光脉冲频率15Hz,激光脉冲宽度3.0ms,离焦量15mm,并在优化参数下制备出了4层多道样品.分别采用OM,SEM及XRD对预置法制备出的多层沉积层的显微组织及相结构进行分析,结果显示在多层沉积层中获得了铌硅固溶体Nb_ss,硅化物Nb₅Si₃和Nb₃Si等相,随着沉积层数的增加,Nb,Si含量逐渐增加,显微组织由接近于基体的细小枝晶转变为在最顶层的深色岛状Nb₅Si₃,灰色条状或岛状Nb₃Si及白色Nb_ss.     

316L不锈钢粉末的电子束选区熔化成形

电子束选区熔化技术在人体植入物、航空航天小批量零件的直接快速制造方面具有重要的意义。为此,该文采用自行研制的电子束选区熔化设备,研究了电子束选区熔化316L不锈钢粉末的工艺参数、微观组织及熔化成形机理。结果表明:电子束电流、作用时间和聚焦电流对层间结合情况影响较大,作用时间和填充线间距对可成形性影响较大;当能量密度系数为62.8 GJ/m3、基板厚度为0.5mm时,制备的成形件晶粒细小,组织均匀,无气孔、裂纹及未熔颗粒等缺陷出现。     

捣固焦炉采用两种煤气同时加热新技术

该技术既确保了加热过程炉温的均匀性,又确保了产品质量稳定.在焦炉换向工艺中,采用较先进可编程序控制器(PLC)自动控制煤气交换机,控制精度高,换向时间准确,设备故障率低.该技术填补了国内空白,先进可靠.     

基于光锥结构的红外厚度传感器研究

提出一种基于光锥结构的红外厚度传感器,用于样品厚度的检测.给出输出功率与样品厚度、供电电流及供电频率的理论模型,采用生物地理学优化算法对参数进行多参量系统优化,找出最佳参量条件,与实验数据获得的最佳参量基本吻合.根据面型设计理论及高、低折射率交替镀膜技术制作顶角为20°、长45 mm、内表面反射率高达99％的光锥,实现了红外厚度检测中光线的聚集与准直,提高了光电探测器单位面积上接收的光能量,减少了在传统红外厚度检测中光学镜片结构复杂且成本高的不足.结果表明,实验结果与该模型边界条件基本吻合,通过高、低折射率交替镀膜技术实现了一次曲面光锥内表面反射率达99.45％,防止基底缓慢氧化引起的反射率衰减从而影响测量精度.     

刀倾法准双曲面小轮粗切优化及验证

为提高刀倾法准双曲面小轮精切余量的均匀性,提出了小轮粗切参数的优化方法.已知小轮精切加工参数,根据轮坯中点的检查尺寸对小轮两侧精切齿面进行精确定位;给定初始小轮粗切参数,预置小轮的精切余量,计算出两侧齿面10个控制点的精切余量,以精切余量与预置精切余量之差的平方和最小为目标函数,以小轮粗切参数为优化变量,采用遗传算法进行优化.算例表明,对比格里森粗切参数,文中方法的凹、凸面精切余量的最大偏差分别减小0.015和0.123 mm,均方根分别下降9.52%和7.98%,试验小轮的小端、中端和大端实测弦齿厚分别减小0.11、0.06和0.12 mm,明显改善了精切余量的均匀性.