等离子熔射成形熔滴薄片沉积的模拟研究

采用等离子熔射成形技术制造的模具和零件,其涂层的性能受残余热应力的影响极大。为此建立了一个二维有限元模型,用于研究单个不锈钢熔滴薄片在碳钢基体上沉积时的温度场及残余热应力。结果显示,尽管在初始的凝固阶段薄片边缘的温度高于薄片中心的温度,但随后这两个位置的温度差却发生逆转。最大残余应力位于薄片与基体界面的边缘,且其大小随基体温度升高而减小,最小残余热应力则位于薄片上表面的边缘。残余热应力在薄片中表现为拉应力,而在基体中则表现为压应力。本研究可为在微观水平上理解等离子熔射成形的温度场和残余热应力分布提供基础。     

SOFC梯度功能PEN部件的等离子熔射数字化制造

将功能梯度材料、快速原型制造、等离子熔射与机器人数字化成形技术相结合,多层连续熔射快速制造平板和瓦楞式固体氧化物燃料电池(SOFC)的三合一电极(PEN)部件.采用自主研发的梯度功能送粉设备,通过系统的工艺试验,探讨并研究了阳极、电解质与阴极层间连续梯度变化规律,以及阳极与阴极的多孔性特征;利用电子探针和能谱分析等检测手段分析了PEN部件材料成分的梯度变化情况.结果表明:采用本方法能够获得SOFC的PEN部件所需的成分与组织呈连续梯度变化,阳极与阴极孔隙率高的梯度功能涂层.     

机器人等离子熔射成形过程模拟及实验研究

建立了机器人等离子熔射成形过程数学模型,采用ANSYS数值模拟软件对多周期的机器人熔射成形过程进行数值模拟.模拟分析了不同叠加角度条件下的多周期熔射成形过程并与实验结果进行了比较.结果表明采用90°轨迹叠加角度,可以获得具有最小残余应力分布和更加致密组织结构的金属皮膜,有利于提高熔射金属皮膜的成形性.     

钨异形件等离子喷涂近净成形技术研究

采用等离子喷涂近净成形技术制备钨喷管、钨药型罩等薄壁或复杂形状零部件,研究热等静压温度、压力及处理时间对其致密度、组织结构、显微硬度及拉伸强度等性能的影响.研究结果表明:喷涂成形件为典型的柱状晶层片结构,粒子层结合部位存在较多孔隙及微观缝隙,成形件致密度为85.6％,其显微硬度和拉伸强度等力学性能偏低.经低压热等静压( 1600℃,10 MPa,60 min)、高压热等静压(1600℃,150 MPa,120 min)及二步热等静压(1600℃,10 MPa,60 min和1600℃,150 MPa,120 min)处理后,随着热等静压压力的升高以及处理时间的延长,钨构件的相对密度、显微硬度及拉伸强度逐渐增大,多面体再结晶晶粒逐渐长大,沉积层仍保持原始的层片结构.然而,当热等静压温度显著升高及时间延长(2000℃,10 MPa,360 min),样品由层片结构转变为颗粒结构,再结晶晶粒显著长大,断口呈典型的穿晶断裂形貌.     

喷射成形高锌Al-Zn-Mg-Cu合金的时效行为

系统研究了喷射成形高锌Al-Zn-Mg-Cu合金在不同时效处理条件下的显微组织与力学性能.结果表明:自然时效合金在晶界处已析出强化相;单级时效合金随时效时间的延长,晶内和晶界析出相逐渐粗化;双级时效合金的析出相进一步粗化,并且晶界析出相为断续特征;回归再时效合金具有较细的晶内组织及类似于双级时效的晶界组织.同时发现,双级时效合金的抗拉强度比峰时效合金的强度下降了13%左右,而回归再时效合金的强度优于峰时效合金的强度.     

喷射成形制备La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金

采用喷射沉积成形方法制备了La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金. 结果表明,沉积态La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金比以往报道的采用甩带法制备的同成分非晶合金具有更大的约化玻璃转变温度和更宽的过冷液相区. 非晶的晶化实验表明,晶化初期多种晶相同时结晶析出. 483K退火时,在非晶基体中析出Al和AlNi. 503K退火时进一步析出La和未知相. La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金在573K退火没有新相产生,合金晶化态组织由Al、AlNi、La和未知相组成.     

自交联型高固体质量分数丙烯酸酯电泳涂料

文章采用了复合引发体系和饥饿加料方式,引入了封端的甲苯二异氰酸酯,并利用曼尼奇反应来实现阳离子化。结果表明,产物具备自交联能力,且涂料固体质量分数达到50%左右,具备电泳性能。该研究实现了自交联性能与高固体质量分数的统一。     

精细饰纹件等离子熔射快速制造技术研究

提出了精细饰纹件等离子熔射快速制造技术．在大量实验基础上，着重研究精细饰纹熔射成形及后处理过程中的关键技术问题，详细分析和评价了基模特性、射流特性、粉末特性、熔射枪结构、熔射工艺参数等重要因素对熔射成形件质量的影响，给出了射流图像采集方法、粉末飞行速度和温度的数值模拟模型及测量技术方案，最后进行了典型精细饰纹件的熔射成形实验．研究结果表明：等离子熔射成形技术可以快速制造精细饰纹件，实现成形与加工一体化，且工艺简单、成本低，是极具发展潜力的制造方法．     

高强度钢冷弯成型过程应力状态模拟分析

运用有限元分析软件对不同工艺下的高强度钢冷弯成型过程应力、应变状态进行模拟分析。结果表明,所作的有限元应力、应变状态模拟符合实际成型情况;3种不同成型道次中,4道次成型为最佳成型道次;上轧辊角大于成型角4°可最大限度地减小残余轧制应力。     

半固态钢铁材料直接轧制成型技术的工艺研究

自行设计和制造出一套半固态钢铁材料制备与直接轧制装置．采用重直于水平面的布置方式，有空心水冷球墨轧辊等设备条件，可满足半固态钢铁材料直接轧制成型的试验要求，可轧制出所需内部组织和性能的产品．通过试验研究发现，影响半固态浆料流变轧制成型工艺稳定性的因素中，均匀稳定的半固态浆料定量输送技术是直接轧制成型工艺的技术关键．其他一些因素还会直接影响到轧制产品的组织及性能．     

喷射沉积AZ31镁合金微观组织与力学性能

采用喷射沉积方法制备了AZ31镁合金沉积柱坯,利用热轧作为后续加工,研究了镁合金的组织变化及材料的性能.实验结果表明:沉积态合金组织均匀,晶粒细小(平均晶粒尺寸约为20μm);热轧变形的致密化过程、动态再结晶以及退火再结晶使合金具有良好的组织结构和力学性能;轧制态试样断口呈现为脆性解理断裂方式,退火态试样断口则表现为脆性和韧性断裂混合机制.     

等离子熔射成形熔滴薄片沉积的模拟研究

采用等离子熔射成形技术制造的模具和零件,其涂层的性能受残余热应力的影响极大.为此建立了一个二维有限元模型,用于研究单个不锈钢熔滴薄片在碳钢基体上沉积时的温度场及残余热应力.结果显示,尽管在初始的凝固阶段薄片边缘的温度高于薄片中心的温度,但随后这两个位置的温度差却发生逆转.最大残余应力位于薄片与基体界面的边缘,且其大小随基体温度升高而减小,最小残余热应力则位于薄片上表面的边缘.残余热应力在薄片中表现为拉应力,而在基体中则表现为压应力.本研究可为在微观水平上理解等离子熔射成形的温度场和残余热应力分布提供基础.     

热等静压对等离子喷涂成形制备钼制品的影响

先采用球磨加喷雾干燥制备喷涂钼粉,然后通过等离子喷涂制备预设厚度的钼沉积层,再对其进行热等静压处理制备钼制品。使用阿基米德法测量钼沉积层和钼制品的相对密度,用显微硬度计测量它们的维氏硬度,用万能材料试验机测试它们的拉伸强度,用扫描电镜观察它们的外表面、截面和断口微观形貌。研究结果表明:采用等离子喷涂技术能制备致密度达89.7%、拉伸强度达44 MPa、显微硬度(HV)约152、厚度达5 mm的钼沉积层。钼沉积层经过低压热等静压处理后,其显微结构得到改善,相对密度达92%,力学性能提高(拉伸强度达到54 MPa,显微硬度(HV)约246);经二次高压热等静压处理后,钼沉积层的层状结构特征完全消失,颗粒结合紧密,出现等轴晶粒,伴随晶粒长大,断口出现穿晶解理断裂,相对密度达到97.3%,拉伸强度提高到110 MPa,显微硬度(HV)达到321。     

多点成形有限元参数化建模的研究

介绍了多点成形的基本原理、有限元参数化建模的流程和计算基本体高度的方法,利用ANSYS/APDL开发了多点成形有限元参数化建模程序,通过VC++编写了友好的参数输入界面,使得在进行多点成形数值模拟研究中仅需输入一些相关参数即能建立不同类型的有限元模型,即参数化建模,从而避免了很多繁琐的建立有限元模型的工作,并利用该程序分别建立了发动机罩以及轿车顶盖的多点成形有限元模型。     

连续辊弯成形过程模拟研究

以现场典型产品为研究对象,模拟板带连续冷弯成形过程,基于有限元分析软件,开发冷弯成形过程仿真软件.ANSYS-LSDYNA显式动力学非线性模拟结果表明,冷弯成形过程第一部分型钢等效应力模拟平均值与实验值吻合,弯角变形区塑性等效应变随道次变化情况模拟结果表明,中间道次变形分配欠均匀,辊花工艺尚需优化.     

喷射成形1.8C-1.6Al超高碳钢高温超塑性研究

采用喷射成形快速凝固技术 ,实验制备的超高碳钢材料具有均匀的等轴晶粒组织 ,高温塑性极佳 ,在较大的温度范围 (790～ 95 0℃ )和应变速率范围 (2 .5× 10 -4～ 1s-1)内具有较好的超塑性     

喷射成形M3型高速钢碳化物组织特征与加热过程演化

采用常规铸造和喷射成形工艺分别制备了M3型高速钢铸坯和沉积坯.利用扫描电子显微镜、X射线能谱和X射线衍射等分析方法对冷却速度对合金的显微组织的影响,加热温度对M3高速钢中M2C共晶碳化物分解行为的影响,以及热加工变形后铸态和沉积态组织的变化进行了研究.结果表明:铸态合金含有粗大的一次枝晶和M2C共晶碳化物,而喷射成形沉积坯主要为等轴晶且碳化物细小均匀;冷却速度的提高极大地抑制了碳化物的析出和晶粒长大;加热温度的提高有利于M2C共晶碳化物分解,过高的温度使得分解后的M6C长大,不利于合金性能的提高;沉积坯经恰当的预热处理和热变形可以获得理想的变形组织.     

用高速摄影对比分析伞喷与HL喷雾特性

采用激光片光照片，对伞喷喷雾与ＨＬ喷雾高速照相进行宏观特性对比分析研究。启喷压力２４．５００ＭＰａ，高压容器背压分别是０．０９８、０．９８０和１．９６０ＭＰａ，一次喷油量２８．５ｍｇ／循环，喷射频率８．３Ｈｚ，用分散率来评价喷雾的分散特性。由高速摄影对比表明，在低背压时伞喷与ＨＬ喷雾都呈空心锥状体，在高背压时ＨＬ喷雾贯穿距离与伞状喷雾相比增长２５％。     

原位TiC颗粒细化喷射沉积7075铝合金组织的机理

采用原位反应喷射沉积法制备TiCP/7075(TiCP体积分数为2.91%)铝合金,观察其微观组织. 应用Image Tool软件及平均截线法统计平均晶粒尺寸,并与喷射沉积7075铝合金进行对比. 发现前者的晶粒尺寸比后者减小50%左右,表明原位TiC颗粒对喷射沉积7075铝合金组织具有显著的细化作用. 从形核的属性、速度以及过程的晶体学分析对其细化机理进行了解释.     

基于三维模型的小型钢槽丝成型机关键零件有限元仿真

钢槽丝（或槽骨）主要用于制伞业中．目前,主要因性能优势和成本优势,其使用范围正从以前的单节伞向二节伞甚至三节伞扩展,应用越来越广泛,是伞骨生产的发展方向．钢槽丝成型是槽骨生产的关键,成型模的关键零件是凸轮和凹轮,其设计水平对钢槽丝成型质量具有决定性作用．应用Solid Edge软件建立了钢槽丝成型机构主要零件三维实体模型,应用有限元仿真软件MSC．VisualNastran对模型进行了有限元静力学仿真分析,获得了相关零件应力、应变和位移的仿真参数及其仿真云图．仿真分析可为钢槽丝成型机构的零件设计提供理论依据,为同类产品的开发和改进提供理论参考．