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前混合水射流组合喷丸的机理与试验研究
1
作者 马泳涛 张越江 +3 位作者 刘兰荣 李春凡 孙万顺 孙宝成 《表面技术》 北大核心 2025年第9期225-238,共14页
目的对18CrNiMo7-6渗碳钢进行不同丸粒条件下的混合射流喷丸研究。方法基于Hertz理论分析,构建一次喷丸工艺的残余应力场解析预测模型,并进行试验验证,在此基础上获取达到残余应力场近饱和的喷丸试验参数;选择不同的丸粒类型、压力等试... 目的对18CrNiMo7-6渗碳钢进行不同丸粒条件下的混合射流喷丸研究。方法基于Hertz理论分析,构建一次喷丸工艺的残余应力场解析预测模型,并进行试验验证,在此基础上获取达到残余应力场近饱和的喷丸试验参数;选择不同的丸粒类型、压力等试验参数来探究二次微细喷丸处理渗碳钢对其残余应力、表面质量的影响规律。结果在一次喷丸(First-shot peening)处理获得饱和残余应力场的条件下,采用ϕ0.1 mm的铸钢丸和ϕ0.05 mm的强化钢丸/玻璃丸进行二次喷丸(Secondary-shot peening)时,随着喷丸强度的提高,铸钢丸喷丸处理出现了过喷,并发生残余应力消退(消残)现象,在最高强度下残余应力最大值所在深度降低了约50μm,总影响深度降低了约120μm,表面粗糙度Ra随之增大,由0.78μm升至1.78μm;微细强化钢丸未对已有残余应力场造成过大的影响,表面粗糙度先减小后增大,最低为0.81μm;微细玻璃丸对试样的残余应力场、表面粗糙度的影响不大。铸钢丸在压力2 MPa、喷嘴移速16 mm/s,或微细强化钢丸在6 MPa、4 mm/s时,其喷丸效果更好。结论二次喷丸工艺中,在适宜的喷丸强度下使用微细丸粒不仅能增强原有的残余应力场,还可以显著提高一次喷丸处理后的表面质量。 展开更多
关键词 前混合水射流 二次喷丸 微细喷丸 粗糙度 残余应力 饱和残余应力场
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主轴式滚磨光整对齿轮表面完整性的影响及工艺参数优化
2
作者 谭靓 项世乾 +2 位作者 雷其平 侯圣文 姚倡锋 《表面技术》 北大核心 2025年第14期159-171,共13页
目的 针对齿轮滚磨光整加工表面完整性基础数据缺乏、工艺控制规律不清的问题,探索主轴式滚磨光整工艺参数对齿轮表面完整性的影响规律,并进行预测建模和工艺参数优化。方法 采用单因素和响应曲面试验方法,对8620RH齿轮钢直齿圆柱齿轮... 目的 针对齿轮滚磨光整加工表面完整性基础数据缺乏、工艺控制规律不清的问题,探索主轴式滚磨光整工艺参数对齿轮表面完整性的影响规律,并进行预测建模和工艺参数优化。方法 采用单因素和响应曲面试验方法,对8620RH齿轮钢直齿圆柱齿轮进行主轴式滚磨光整工艺试验,测试加工后齿面表面粗糙度、表面几何形貌、残余应力场、显微硬度场和表层微观组织,讨论工艺参数对表面完整性的影响规律;采用多元线性回归方法,建立表面完整性特征与工艺参数的映射关系模型;基于改进的灰色关联度分析方法,以最大灰色关联度为目标优化滚磨光整工艺参数,并进行试验验证。结果 主轴式滚磨光整加工后齿面三维表面粗糙度Sa由0.280μm降低至0.089μm,表面几何形貌和表面纹理均匀一致;随着埋入深度、主轴转速和加工时间的增大,表面粗糙度逐渐减小并趋于稳定;齿高方向残余压应力大于齿宽方向残余压应力,残余压应力影响层深度约为40μm;表面显微硬度最大硬化程度约为9.9%,硬化层深度约为40μm,表层微观组织塑性变形层深度约为5μm。表面完整性预测模型的P值小于0.000 1,决定系数R2大于0.94;最佳主轴式滚磨光整工艺参数组合为埋入深度166 mm、主轴转速130 r/min、加工时间80 min,该工艺参数下模型预测误差在7%以内。结论 主轴式滚磨光整可去除齿轮磨削纹理,降低表面粗糙度,提高表面下20μm范围内的残余压应力和显微硬度。获得了主轴式滚磨光整工艺参数对表面完整性的影响规律,建立了表面完整性特征预测模型,为齿轮高表面完整性控制提供了基础数据和工艺方法支撑。 展开更多
关键词 齿轮 主轴式滚磨光整 表面完整性 表面粗糙度 残余应力 灰色关联度 工艺参数优化
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碱刻蚀埃洛石纳米管装载2-巯基苯并噻唑自修复涂层的制备和性能
3
作者 包继华 武鹏 +4 位作者 张浩然 褚贵文 宋立英 蒋全通 麻福斌 《材料研究学报》 北大核心 2025年第5期377-388,共12页
将Cu作为腐蚀基材,采用聚二甲基硅氧烷涂料(加入定量固化剂)作为涂层主体,在涂层中加入一种碱刻蚀埃洛石纳米管(HNTs)装载2-巯基苯并噻唑(MBT)并在表面包覆壳聚糖和聚乙二醇共聚物(CP)的纳米填料,制备一种自修复涂层,浸泡在3.5%(质量分... 将Cu作为腐蚀基材,采用聚二甲基硅氧烷涂料(加入定量固化剂)作为涂层主体,在涂层中加入一种碱刻蚀埃洛石纳米管(HNTs)装载2-巯基苯并噻唑(MBT)并在表面包覆壳聚糖和聚乙二醇共聚物(CP)的纳米填料,制备一种自修复涂层,浸泡在3.5%(质量分数)的NaCl溶液中。用傅立叶红外吸收光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜、电化学阻抗谱(EIS)、Kelvin探针和UV吸收光谱等手段对其表征,研究了这种自修复涂层的性能。结果表明:HNTs装载MBT并被CP成功包覆,HNTs对MBT的装载量(质量分数)为12%;扫描电子显微镜、EIS阻抗、Kelvin探针和UV吸收光谱证明了这种HNTs (CP-HNTs-MBT)涂层的自修复性能良好并能实现二次自修复。可见,CP-HNTs-MBT涂层的防腐蚀性能较强,具有至少两次以上的循环自修复能力。这种涂层对金属材料的保护性能较好。 展开更多
关键词 有机高分子材料 壳聚糖 聚乙二醇 碱刻蚀埃洛石纳米管 2-巯基苯并噻唑 循环自修复涂层
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7A04铝合金硬质阳极氧化膜颜色预测模型的建立与研究
4
作者 杜东兴 花金龙 +1 位作者 杜斌 孔金星 《电镀与涂饰》 北大核心 2025年第7期25-29,共5页
[目的]研究电流密度对铝合金硬质阳极氧化膜颜色的影响,建立氧化膜颜色预测模型,为实际生产中铝合金硬质阳极氧化膜存在的色差问题提供参考。[方法]在不同电流密度(0.5~5.0 A/dm^(2))下对7A04铝合金进行硬质阳极氧化,获得不同颜色的氧... [目的]研究电流密度对铝合金硬质阳极氧化膜颜色的影响,建立氧化膜颜色预测模型,为实际生产中铝合金硬质阳极氧化膜存在的色差问题提供参考。[方法]在不同电流密度(0.5~5.0 A/dm^(2))下对7A04铝合金进行硬质阳极氧化,获得不同颜色的氧化膜。基于RGB三原色(红、绿、蓝)原理,对不同电流密度下所得氧化膜颜色进行定量分析,并通过拟合膜厚与颜色的关系,建立硬质阳极氧化膜颜色预测模型。[结果]氧化膜颜色与厚度之间、氧化膜厚度与电通量之间均呈显著的线性关系,据此可建立可靠性较好的氧化膜颜色-电通量的预测模型。[结论]采用本研究建立的模型可以预测不同电流密度下铝合金硬质阳极氧化膜的颜色,为铝合金阳极氧化工艺参数优化提供理论指导。 展开更多
关键词 铝合金 硬质阳极氧化 电流密度 厚度 颜色 预测模型
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RF-PECVD制备铜基石墨烯薄膜及其力学性能研究
5
作者 马会中 及元书 张兰 《热加工工艺》 北大核心 2025年第2期59-63,67,共6页
采用射频等离子体化学气相沉积设备,以甲烷为气相碳源,以紫铜箔片为基底制备石墨烯薄膜镀层。研究了温度对其力学性能的影响。结果表明:随反应温度的增加,铜基石墨烯薄膜的平均摩擦系数呈下降趋势,其显微硬度与抗腐蚀能力均呈先上升后... 采用射频等离子体化学气相沉积设备,以甲烷为气相碳源,以紫铜箔片为基底制备石墨烯薄膜镀层。研究了温度对其力学性能的影响。结果表明:随反应温度的增加,铜基石墨烯薄膜的平均摩擦系数呈下降趋势,其显微硬度与抗腐蚀能力均呈先上升后下降趋势。当温度为750℃时,铜基石墨烯薄膜缺陷度相对达到最低,微观形貌平整性与覆盖率最高,其平均摩擦系数、显微硬度与腐蚀电位分别为0.186、113.6 HV、0.805 V。此时,样品的综合力学性能达到相对最优值。 展开更多
关键词 射频等离子体化学气相沉积 铜基石墨烯薄膜 力学性能 温度因素
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碱刻蚀埃洛石微米管负载2-巯基苯并噻唑并包覆壳聚糖防腐蚀自修复涂层
6
作者 石浩 王志豪 +7 位作者 褚贵文 张培琦 刘润远 王艺翔 孙雷 宋立英 蒋全通 麻福斌 《中国表面工程》 北大核心 2025年第1期127-140,共14页
目前大多数无机微纳米载体在有机涂层中存在团聚问题,对自修复涂层的防腐蚀性能和使用寿命有一定影响。对碱刻蚀埃洛石微米管(HMTs)负载缓蚀剂2-巯基苯并噻唑(MBT),并通过外包覆壳聚糖(CS)作为微米填料,制备填料在涂层良好分散性和缓蚀... 目前大多数无机微纳米载体在有机涂层中存在团聚问题,对自修复涂层的防腐蚀性能和使用寿命有一定影响。对碱刻蚀埃洛石微米管(HMTs)负载缓蚀剂2-巯基苯并噻唑(MBT),并通过外包覆壳聚糖(CS)作为微米填料,制备填料在涂层良好分散性和缓蚀剂高负载量的自修复涂层。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实HMTs成功负载MBT,且缓蚀剂的防腐功能没有失效。使用扫描电镜图(SEM)和透射电镜图(TEM),观察HMTs、HMTs负载MBT(HMTs-MBT)和包覆CS的HMTs-MBT(CS-HMTs-MBT)的外貌结构。通过热重分析(TGA),测得HMTs对MBT的质量负载约为13wt.%,HMTs外包覆CS的质量分数约为61 wt.%。通过测试各样品在聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂层中分散状况,证明包覆CS可以提高微纳米容器在涂层中的分散性。使用电化学阻抗谱(EIS)来评估涂层的自修复能力,通过分析|Z|_(=0.01Hz)值确定在第4 d自修复涂层的自修复能力达到峰值,使用ZSimpWin对获得的阻抗数据进行拟合,验证自修复涂层对金属的防腐蚀能力。在4 d浸泡试验结束后,通过SEM、电镜能谱(EDS)测试和X射线光电子能谱(XPS),得出自修复涂层划痕处铜元素含量大幅降低,利用扫描Kelvin探针(SKP)测试发现划痕处电势谷消失,表明涂层划痕处已被缓蚀剂修复。利用CS在有机涂层中良好分散特性,增强CS-HMTs-MBT在PDMS涂层中的分散性。当涂层有划伤时,缓蚀剂MBT被释放并吸附在金属表面形成紧密薄膜隔绝腐蚀性物质,实现涂层对破损处自主修复。具有高分散性的CS-HMTs-MBT复合自修复涂层为金属设备的防腐蚀涂层提供了新的解决方案,有望在海洋工程和其他相关领域得到广泛应用,从而减少损失并延长设备的寿命。 展开更多
关键词 碱刻蚀埃洛石微米管 2-巯基苯并噻唑 壳聚糖 分散性 自修复涂层
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钛合金表面耐磨损PVD涂层及制备技术研究进展
7
作者 李聪 刘健招 +3 位作者 周立波 陈维 陈汪林 陈荐 《机械工程材料》 北大核心 2025年第4期8-19,共12页
为提高钛合金表面的硬度及耐磨性能,常采用物理气相沉积(PVD)技术在其表面制备涂层。介绍了类金刚石涂层、改性氮化物涂层、复合氮化物涂层、梯度涂层等常见的PVD涂层,系统阐述了磁控溅射技术、离子镀技术、离子束辅助沉积技术、真空蒸... 为提高钛合金表面的硬度及耐磨性能,常采用物理气相沉积(PVD)技术在其表面制备涂层。介绍了类金刚石涂层、改性氮化物涂层、复合氮化物涂层、梯度涂层等常见的PVD涂层,系统阐述了磁控溅射技术、离子镀技术、离子束辅助沉积技术、真空蒸发镀技术等常用PVD技术的特点,归纳了基底偏压、溅射功率、沉积气压、沉积温度、阴极弧流等调控涂层磨损性能的工艺参数,指出了目前耐磨损PVD涂层制备存在的问题,并对其发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 钛合金 物理气相沉积 耐磨涂层 工艺参数
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带钢精整机组下卷取收尾装置及方法优化
8
作者 靳恩辉 金建飞 +1 位作者 吕阳阳 马兰松 《重型机械》 2025年第5期51-55,共5页
针对带钢精整机组下卷取收尾过程中出现的弯曲、褶皱等问题,提出了一种优化方法。该方法在不增加设备设计和制造成本的前提下,通过调整设备动作顺序和优化压辊辊形,有效解决了传统方法中存在的缺陷。同时,采用作图法和软件拟合建立了带... 针对带钢精整机组下卷取收尾过程中出现的弯曲、褶皱等问题,提出了一种优化方法。该方法在不增加设备设计和制造成本的前提下,通过调整设备动作顺序和优化压辊辊形,有效解决了传统方法中存在的缺陷。同时,采用作图法和软件拟合建立了带钢收尾长度与钢卷直径之间的准确函数关系,实现了精整机组下卷取收尾时对带尾位置的精确控制。研究结果已成功应用于工程实际,收尾定位成功率达到100%,显著提高了带钢质量和成材率。 展开更多
关键词 精整机组 下卷取 收尾 拟合 成材率
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Cr-Ni-Mo系渗碳齿轮钢高温弯曲疲劳性能研究
9
作者 席俊杰 焦晨佳 +2 位作者 崔锡桐 暴梦浩 田博淋 《郑州航空工业管理学院学报》 2025年第4期91-96,共6页
以渗碳处理后的Cr-Ni-Mo系齿轮钢作为试验材料,分析Cr-Ni-Mo系齿轮钢渗碳后的显微硬度和残余应力,采用升降法研究常温、200℃和400℃加热情况下试样的断口形貌和弯曲疲劳性能等特征。结果表明:Cr-Ni-Mo系齿轮钢在常温时疲劳强度最大,为7... 以渗碳处理后的Cr-Ni-Mo系齿轮钢作为试验材料,分析Cr-Ni-Mo系齿轮钢渗碳后的显微硬度和残余应力,采用升降法研究常温、200℃和400℃加热情况下试样的断口形貌和弯曲疲劳性能等特征。结果表明:Cr-Ni-Mo系齿轮钢在常温时疲劳强度最大,为720 MPa;400℃时疲劳强度最小,为460.78 MPa。齿轮钢在高温条件下会导致塑性增强,疲劳极限随着温度的升高而降低。疲劳试样的断口形貌由脆性断裂转变为准解离断裂。 展开更多
关键词 渗碳处理 Cr-Ni-Mo系齿轮钢 高温疲劳 断口形貌
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Ti_(2)AlNb合金研究进展及在航空发动机上应用可行性分析 被引量：2
10
作者 裴会平 刘冬 +4 位作者 姚利盼 邵天敏 刘巧沐 刘亮亮 陈乾明 《材料工程》 北大核心 2025年第1期28-44,共17页
Ti_(2)AlNb合金优良的综合高温性能使其有望取代部分镍基合金,作为航空发动机关键结构材料实现发动机自身减重。针对未来高性能航空发动机轻量化设计需求,结合统计对比、对照实验、有限元仿真分析等方法,从材料特性、合金冷/热加工工艺... Ti_(2)AlNb合金优良的综合高温性能使其有望取代部分镍基合金,作为航空发动机关键结构材料实现发动机自身减重。针对未来高性能航空发动机轻量化设计需求,结合统计对比、对照实验、有限元仿真分析等方法,从材料特性、合金冷/热加工工艺性能、减重收益等方面分别进行分析,讨论该合金在航空发动机中应用的优势、潜力以及仍需解决的问题。分析结果表明,该合金在减重方面优势显著,且较好地实现了强度、韧性和塑性的综合匹配,无明显短板;具有可接受的冷、热加工性能,通过变形、铸造等方式均可制备工程可用的大规格零件;应用于机匣等静子件可在镍基高温合金基础上减重35.3%,应用于整体叶盘/轮盘等转子件可在镍基高温合金基础上减重37.3%。 展开更多
关键词 Ti_(2)AlNb 航空发动机 减重 材料特性 加工工艺
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喷丸工艺优化对5083铝合金焊接接头疲劳性能的影响 被引量：1
11
作者 陈雍瀚 甘进 +3 位作者 刘华兵 张翔 吴卫国 姜传海 《机械工程材料》 北大核心 2025年第7期111-119,共9页
采用Abaqus软件建立随机多弹丸运动模型,对5083铝合金对接接头的残余应力分布进行预测,分析了弹丸直径(0.3,0.4,0.5 mm)、喷丸速率(20,30,40,50 m·s^(-1))、覆盖率(100%,200%,300%)对残余应力的影响,选出较优工艺参数;在较优工艺... 采用Abaqus软件建立随机多弹丸运动模型,对5083铝合金对接接头的残余应力分布进行预测,分析了弹丸直径(0.3,0.4,0.5 mm)、喷丸速率(20,30,40,50 m·s^(-1))、覆盖率(100%,200%,300%)对残余应力的影响,选出较优工艺参数;在较优工艺参数下,保持弹丸直径、覆盖率不变,将喷丸强度由0.150 mm提升至0.175,0.200 mm,通过试验研究了喷丸强度对接头表面质量、残余应力、硬度和疲劳性能的影响,确定最佳喷丸工艺。结果表明:表面残余压应力和残余压应力影响层深模拟结果和试验结果的相对误差分别约为4.7%,10.5%,模型对残余应力预测准确;随着弹丸直径增加,表面残余压应力和最大残余压应力减小,残余应力影响层深和表面粗糙度增大;随着喷丸速度增加,表面残余压应力、最大残余压应力和残余应力影响层深先增大后趋于稳定,表面粗糙度增大;随着覆盖率增加,表面残余压应力和表面粗糙度增大,最大残余压应力和残余应力影响层深无显著变化;以残余压应力较大和表面粗糙度较小为指标,获得较优喷丸工艺为弹丸直径0.3 mm、覆盖率200%、喷丸速度40 m·s^(-1)。随着喷丸强度增加,表面粗糙度、残余压应力和硬度增大,最大残余压应力先增大后减小,残余应力影响层深和硬化层深均在240μm左右,疲劳寿命先延长后缩短。最佳喷丸工艺参数为弹丸直径0.3 mm、覆盖率200%、喷丸强度0.175 mm(喷丸速度44 m·s^(-1)),此条件下处理后接头残余压应力较大,表面粗糙度适中,疲劳性能最好。 展开更多
关键词 高速船舶 铝合金焊接接头 喷丸 残余应力 疲劳性能
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磨料水射流强化SLM成形AlSi10Mg合金表面机理分析 被引量：1
12
作者 张苗苗 侯荣国 +3 位作者 吕哲 孙浩程 崔焕勇 云昊 《表面技术》 北大核心 2025年第5期257-264,共8页
目的利用磨料水射流冲击SLM成形AlSi10Mg合金表面,减少合金材料表面存在的应力集中、微裂纹等缺陷,提升合金的表面性能。方法基于显式动力学模型,并采用J-C材料本构,建立多磨料水射流冲击强化模型,数值模拟磨料水射流冲击AlSi10Mg合金... 目的利用磨料水射流冲击SLM成形AlSi10Mg合金表面,减少合金材料表面存在的应力集中、微裂纹等缺陷,提升合金的表面性能。方法基于显式动力学模型,并采用J-C材料本构,建立多磨料水射流冲击强化模型,数值模拟磨料水射流冲击AlSi10Mg合金表面变形过程,获得合金表面应力应变分布规律,并分析工艺参数对应力应变分布规律的影响,计算不同工艺参数下覆盖率为100%时磨料的颗粒数目,通过相关实验验证数值模型的可行性。结果通过改变磨料水射流强化的工艺参数,获得了工件表面应力应变的变化规律;通过磨料水射流强化实验,获得了强化后的表面残余应力,强化后表面残余压应力随着射流压力和磨料粒径的增加而增大,工件表面残余应力由残余拉应力(34.49MPa)变为残余压应力(-129.4MPa),消除了表面裂纹及拉应力集中的缺陷,合金组织细化,由原来的鱼鳞形状变得平整。通过实验和数值模拟得到的残余应力之间的最大误差为5.02%。结论证明了所建立的随机多磨料强化模型的可行性,通过磨料水射流强化后,合金的表面缺陷减少,其性能得到提升。 展开更多
关键词 磨料水射流 SLM成形AlSi10Mg 表面强化 残余应力 表面变形 强化机制
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超声滚压对金属表面纳米强化与组织性能提升研究进展
13
作者 杜沁 郝敬宾 +1 位作者 刘昊 杨海峰 《中国表面工程》 北大核心 2025年第3期31-56,共26页
超声滚压技术(USRP)采用超声波能量对金属表面进行纳米强化处理,通过施加高频机械振动引起材料表面塑性变形,显著提升材料的表面完整性与力学性能。作为一种创新的材料表面改性技术,USRP能在材料表面产生残余压应力,有效防止裂纹形成和... 超声滚压技术(USRP)采用超声波能量对金属表面进行纳米强化处理,通过施加高频机械振动引起材料表面塑性变形,显著提升材料的表面完整性与力学性能。作为一种创新的材料表面改性技术,USRP能在材料表面产生残余压应力,有效防止裂纹形成和扩展,降低腐蚀介质的渗透性。此外,该技术还能形成具有梯度变化晶粒尺寸和取向的纳米结构层,从而显著增强材料的表面硬度及耐磨性。综合USRP在钢铁、铝合金、钛合金、镁合金、镍合金和高熵合金等领域的研究进展,并归纳这些材料经USRP处理后,在表面纳米强化和组织性能提升方面的成效。同时,探讨USRP在提升金属综合性能方面的作用机制,并揭示其在性能提升方面的广泛应用潜力。最后对USRP的未来应用前景和发展方向进行展望,指明其在提升材料实际应用性能方面的研究价值。 展开更多
关键词 超声滚压 表面纳米强化 微观结构 力学性能
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交变电磁场辅助磁粒研磨黄铜管参数优化研究
14
作者 刘冰洋 闫宇航 +2 位作者 丁云龙 韩冰 陈燕 《表面技术》 北大核心 2025年第12期152-163,206,共13页
目的解决传统磁粒研磨中管件内部磁性磨粒聚拢和更新不充分等问题。方法设计了交变电磁场辅助磁粒研磨试验装置,在保障管件内部磁感应强度的同时,施加交变电磁场促进磁性磨粒的时刻更新,提升研磨效果。确定最佳电流波形,使用变压器与功... 目的解决传统磁粒研磨中管件内部磁性磨粒聚拢和更新不充分等问题。方法设计了交变电磁场辅助磁粒研磨试验装置,在保障管件内部磁感应强度的同时,施加交变电磁场促进磁性磨粒的时刻更新,提升研磨效果。确定最佳电流波形,使用变压器与功率放大器提高电磁铁功率。在研磨时间为15min、进给速度为5 mm/s、加工间隙为1.5 mm的条件下,使用响应曲面法对试验参数进行优化,并在此参数条件下对h65黄铜管加工后,使用超景深3D电子显微镜和表面粗糙度测量仪(JB-8E)对管件内表面进行检测。响应面中3种因素对表面粗糙度的影响程度为占空比>电压幅度>频率,最佳试验工艺参数组合为电压幅度6.854 V、频率3.515 Hz、占空比20.195%。原始表面的横向拉伸纹理、微裂纹以及凹点等均被去除,试件内表面粗糙度值Ra从0.525μm下降到0.056μm,与预测值0.064μm的误差仅为12.5%。结论交变电磁场辅助磁粒研磨可以充分使磁性磨粒进行翻滚,从而提高磨料的使用寿命和研磨效果。响应曲面法对研磨工艺参数优化是有效的。 展开更多
关键词 磁粒研磨 磁性磨粒 交变电磁场 响应曲面法 参数优化 表面粗糙度
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磨料、磁极结构对TC4钛合金杆件磁力研磨精度及效率的影响
15
作者 王玉 李文生 +3 位作者 成波 张辛健 何琪功 乔健 《稀有金属》 北大核心 2025年第1期29-40,共12页
为解决轴杆件磁力研磨过程中由磁感应强度与磁场梯度不匹配导致表面研磨不均匀与表面粗糙度改善率低的问题,本文通过ANSYS Maxwell 16.0软件模拟优化双圆盘磁极的结构排布、数量、尺寸、转向对磁感应强度及磁场梯度等关键因素的影响,实... 为解决轴杆件磁力研磨过程中由磁感应强度与磁场梯度不匹配导致表面研磨不均匀与表面粗糙度改善率低的问题,本文通过ANSYS Maxwell 16.0软件模拟优化双圆盘磁极的结构排布、数量、尺寸、转向对磁感应强度及磁场梯度等关键因素的影响,实现磁感应强度增强及磁场梯度变化的目标,采用冷压烧结成功制备80,150和250μm不同粒度等级铁基SiC磨料,使用优化设计后双圆盘磁极装置对TC4钛合金杆件表面进行研磨试验,并讨论分析了磁极不同转向及转速、磨料粒径及添加量对TC4钛合金杆件表面质量的影响。结果表明,16磁极、内径126 mm-外径156 mm、 NS-SN排布方式的双圆盘磁极同向旋转时,磁感应强度可达0.63~1.18 T,磁感积分增量为24.515 T·mm,具有最佳的磁感应强度与磁场分布;磁极同向旋转、转速为800 r·min^(-1),磁性磨料粒径为150μm,磨料添加量为96 g时,加工4道次后TC4钛合金杆件表面粗糙度由0.965μm降低至0.354μm,150μm级磨料可实现最佳研磨精度与效率,加工表面粗糙度改善率达63.32%。双圆盘磁极的高磁感应强度和磁场梯度有利于磨料流动更新,表面粗糙度改善率高,表面纹理致密、无缺陷。 展开更多
关键词 磁力研磨 双圆盘磁极 磁感应强度 研磨效率 粗糙度
原文传递
基于DBO-LSTM的磁粒研磨SUS304细长管内表面工艺参数优化研究
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作者 唐嘉斌 郭龙文 +3 位作者 王天 肖春芳 矫彦婷 韩冰 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第7期64-73,共10页
利用磁粒研磨技术对SUS304不锈钢细长管内表面光整加工时,由于影响研磨效果的因素众多,导致最佳工艺参数难以确定。本文设计4因素4水平正交试验,分析主轴转速、磁极进给速度、粗精加工磨粒粒径组合和粗精加工时间比对表面粗糙度值的影... 利用磁粒研磨技术对SUS304不锈钢细长管内表面光整加工时,由于影响研磨效果的因素众多,导致最佳工艺参数难以确定。本文设计4因素4水平正交试验,分析主轴转速、磁极进给速度、粗精加工磨粒粒径组合和粗精加工时间比对表面粗糙度值的影响。并构建蜣螂算法(DBO)优化长短期记忆神经网络(LSTM)的表面粗糙度预测模型,预测模型的拟合优度R^(2)为0.9769,均方根误差(RMSE)为0.0179,平均绝对误差(MAE)为0.0162。再次利用DBO算法进行全局寻优,得到最佳工艺参数组合为:主轴转速2715 r/min,外部磁极进给速度为4 mm/s,粗精加工磨粒粒径组合为80目和100目,粗精加工时间比为1.35∶1,预测的表面粗糙度Ra为0.080μm。对上述工艺参数进行微调并进行试验,结果表明:得到的表面粗糙度Ra为0.078μm,与预测值的相对误差RE约为2.56%。应用最佳工艺参数组合进行试验,在降低SUS304细长管内表面粗糙度值的同时,还能改善其表面微观形貌,提升加工效率。 展开更多
关键词 磁粒研磨 SUS304细长管 DBO-LSTM预测模型 表面粗糙度值 工艺参数
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基于多层进化神经网络的立式振动式滚磨光整关系模型构建及工艺参数优化
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作者 张燎原 李文辉 +4 位作者 温学杰 张演 李秀红 王海珠 杨胜强 《表面技术》 北大核心 2025年第16期131-140,共10页
目的构建高精度立式振动式滚磨光整加工工艺参数的关系模型,实现工艺参数优化。方法以TC4钛合金板材为试件开展正交实验,通过方差分析获取各工艺参数对表面粗糙度下降率的影响程度。将工艺参数作为输入,表面粗糙度下降率作为输出,通过... 目的构建高精度立式振动式滚磨光整加工工艺参数的关系模型,实现工艺参数优化。方法以TC4钛合金板材为试件开展正交实验,通过方差分析获取各工艺参数对表面粗糙度下降率的影响程度。将工艺参数作为输入,表面粗糙度下降率作为输出,通过数学回归以及神经网络的方法构建初始工艺参数关系模型。通过迭代训练隐含层确定神经网络的最优隐含层结构,采用遗传算法(GA)优化网络权重和偏置,构建多层进化神经网络(GA-MLP)关系模型,进一步将关系模型耦合遗传算法实现工艺参数优化。结果采用数学回归与传统神经网络构建的工艺参数关系模型预测精度为75.6%和76.4%,基于多层进化神经网络构建的关系模型预测精度可提升至96.6%。优化后的加工参数为振动频率25 Hz、偏心块相位差98°、上偏心块质量1.55 kg、下偏心块质量1.8 kg,在此工艺参数下加工可将试件表面粗糙度由0.976μm降低至0.311μm,表面粗糙度下降率达68.12%。结论提出的多层进化神经网络相较于传统的数学回归以及初始神经网络具有更高的预测精度,优化的工艺参数能够有效降低试件表面粗糙度并提升其下降率。研究结果为立式振动式滚磨光整加工工艺参数关系模型构建与参数优化提供了新的方法。 展开更多
关键词 立式振动式滚磨光整 工艺参数关系模型 神经网络 遗传算法 参数优化
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CeO_(2)掺杂对CoCrFeNiMo_(0.2)高熵合金涂层腐蚀性能影响
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作者 秦南南 武晓蓓 张双侠 《应用激光》 北大核心 2025年第8期71-78,共8页
研究CoCrFeNiMo_(0.2)高熵合金(HEA)涂层腐蚀性能及掺杂微量CeO_(2)对CoCrFeNiMo_(0.2)高熵合金涂层腐蚀性能的影响;通过激光熔覆制备CoCrFeNiMo_(0.2)与CoCrFeNiMo_(0.2)+CeO_(2)涂层,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量色散谱(E... 研究CoCrFeNiMo_(0.2)高熵合金(HEA)涂层腐蚀性能及掺杂微量CeO_(2)对CoCrFeNiMo_(0.2)高熵合金涂层腐蚀性能的影响;通过激光熔覆制备CoCrFeNiMo_(0.2)与CoCrFeNiMo_(0.2)+CeO_(2)涂层,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量色散谱(EDS)微探针、电化学工作站对CoCrFeNiMo_(0.2)及CoCrFeNiMo_(0.2)+CeO_(2)涂层物相结构、显微组织、元素分布、耐蚀性能进行表征;CoCrFeNiMo_(0.2)粉末、CoCrFeNiMo_(0.2)及CoCrFeNiMo_(0.2)+CeO_(2)涂层由单相面心立方相(FCC)组成,组织为胞状晶结构;由于CoCrFeNiMo_(0.2)合金各原子间不同混合焓和键能,在快速凝固过程中发生相分离,枝晶内部富集Fe-Cr元素,枝晶间富集Ni-Fe元素;稀土氧化物掺杂提高了涂层腐蚀电位,降低了腐蚀速率,提高涂层的耐蚀性。 展开更多
关键词 激光技术 高熵合金 显微组织 耐腐蚀性
原文传递
CeO_(2)对CoCrCuFeNiTi高熵合金熔覆层组织及性能的影响
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作者 牛海云 刘炜 +5 位作者 肖靖惟 谢紫提 张敬逸 刘晨鑫 马鹏飞 王开明 《材料工程》 北大核心 2025年第10期154-164,共11页
采用激光熔覆技术在Q550钢表面分别制备添加2%(质量分数)CeO_(2)与未添加CeO_(2)的CoCrCuFeNiTi高熵合金熔覆层,利用XRD、SEM、EDS等表征方法对两种熔覆层的相组成、微观组织和元素分布进行分析,并使用维氏硬度计、摩擦磨损试验机和电... 采用激光熔覆技术在Q550钢表面分别制备添加2%(质量分数)CeO_(2)与未添加CeO_(2)的CoCrCuFeNiTi高熵合金熔覆层,利用XRD、SEM、EDS等表征方法对两种熔覆层的相组成、微观组织和元素分布进行分析,并使用维氏硬度计、摩擦磨损试验机和电化学工作站对熔覆层的显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能进行检测。结果表明:添加CeO_(2)未改变熔覆层FCC+BCC双相结构,但会引起晶格畸变,导致衍射峰向低角度移动;添加CeO_(2)使熔覆层晶粒尺寸细化,元素分布更加均匀,熔覆层的平均显微硬度从451.94HV_(0.5)提升至533.50HV_(0.5),磨损量由0.0031 g降低至0.0029 g,磨损机制由黏着磨损主导转变为磨粒磨损为主;添加CeO_(2)后,熔覆层的腐蚀电流密度由9.336μA·cm^(-2)下降至2.137μA·cm^(-2),电荷转移电阻由0.332×10^(4)Ω·cm^(2)增加至1.771×10^(4)Ω·cm^(2),耐腐蚀性能得到增强。 展开更多
关键词 激光熔覆 高熵合金 CeO_(2) 显微硬度 耐磨性能 耐腐蚀性能
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钨的电场与流场协同精整技术研究
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作者 张晓静 陈小龙 +2 位作者 李永华 常辉 王红伟 《中国材料进展》 北大核心 2025年第9期868-873,共6页
使用电场与流场协同精整(EFSF)技术对钨试样进行表面抛光。采用金相显微镜、表面粗糙度仪、千分尺、光泽度仪、显微硬度计分别表征了样品表面形貌、表面粗糙度、试样厚度、表面光泽度及表面硬度。结果表明:EFSF技术能够显著改善钨的表... 使用电场与流场协同精整(EFSF)技术对钨试样进行表面抛光。采用金相显微镜、表面粗糙度仪、千分尺、光泽度仪、显微硬度计分别表征了样品表面形貌、表面粗糙度、试样厚度、表面光泽度及表面硬度。结果表明:EFSF技术能够显著改善钨的表面品质,使其表面粗糙度Ra可以达到0.154μm,光泽度达到223.1 GU,获得较好的镜面加工效果。但是EFSF技术存在表面品质改善阈值,当粗糙度降低到一定程度(如Ra<0.3μm)时,“粗糙度改善/材料损耗”性价比偏低。同时,EFSF技术可以获得低应力且表面硬度稳定的高品质加工表面,当加工时间>10 min后,表面硬度基本稳定在228.4 MPa。EFSF技术可以实现对钨的高镜面、低损伤、低应力表面抛光,为钨的高品质、绿色表面精整处理提供了一种新选择。 展开更多
关键词 钨 电场与流场协同精整技术 表面形貌 表面粗糙度 试样厚度 表面光泽度 表面硬度
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