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.     

合金球墨铸铁热处理及热等静压工艺研究

研究了不同热处理参数对合金球墨铸铁力学性能以及其微观组织的影响;确定了合金球墨铸铁最佳热处理工艺;研究了热等静压对合金球墨铸铁力学性能以及其微观组织的影响;确定了合金球墨铸铁最佳后处理工艺。     

铟锡氧化物热等静压时分解氧对裂纹形成的作用

用化学共沉淀法制备的铟锡氧化物复合粉末经冷等静压成形后进行热等静压致密化所得靶材常常会产生裂纹．用电子探针分析了铟锡氧化物热等静压后裂纹处铟、锡和氧的成分分布．结果表明,裂纹处铟含量极低,锡含量极高,而氧含量低于配比含量,这与Ｉｎ２Ｏ３ 和ＳｎＯ２ 在高温下不同的分解行为有关;粉末经高温煅烧预处理后,进行热等静压致密化所获得的靶材的相对密度可达到９８ ％ 以上,且裂纹大大减少．     

热等静压处理对K17合金元素偏析的影响

本文研究了热等静压(HIP)处理对K17合金主要含金元素偏析的影响.实验结果表明,热等静压处理可以显著减轻K_(17)合金主要合金元素的树枝状偏析和共晶反应偏析,使合金成分趋于均匀,从而抑制了σ相的析出.     

热等静压处理对K17合金持久性能和瞬时性能的影响

本文研究了热等静压(HIP)处理对K17合金的持久性能和瞬时性能的影响。实验结果表明,热等静压处理后,K17合金的瞬时性能比铸态时有所提高,持久寿命比铸态时显著提高。热等静压处理是改善铸造镍基高温合金性能的一项有力措施。     

热等静压316L不锈钢致密体的组织与性能

采用热等静压方法对气雾化316L奥氏体不锈钢粉末致密化,用箱式电阻炉对致密体进行了固溶处理,研究了固溶前后致密体的显微组织和力学性能,并对其拉伸断口形貌进行了分析．结果表明：热等静压态致密体密度接近理论全致密,内部组织为细小的奥氏体,存在较多的碳化物,抗拉强度、屈服强度分别达到595．3MPa和263．3MPa,延伸率为58．3％,硬度为HBS152．3;固溶处理使致密体强度和硬度降低,塑性增加,且随着固溶温度的提高,强度迅速降低,塑性明显提高,最佳固溶温度为1050℃;在固溶温度为1050℃和水冷的情况下,最佳保温时间为20min;固溶处理前后拉伸试样断口呈现明显的韧性断裂,固溶韧性好于固溶前的,均高于热轧态产品的韧性．     

碳氮化钛基金属陶瓷的热等静压处理工艺探讨

采用真空烧结-热等静压处理工艺制备碳氮化钛基金属陶瓷,考察不同热等静压处理温度和时间对材料力学性能及结构的影响.结果表明:热等静压处理可有效消除材料内部孔洞,细化组织;合理的处理温度和时间为1 550℃,30 min;与真空烧结相比,材料的抗弯强度,硬度和致密度均分别提高了22.9%,1.0%和1.2%.     

热等静压技术在镍基单晶高温合金中的应用研究进展

通过总结目前热等静压对镍基单晶高温的应用研究进展,阐释了热等静压对镍基单晶高温合金中的疏松等孔洞类缺陷的消除作用,分析了孔洞的愈合机理,并分别展示了应用热等静压后合金的拉伸、持久、疲劳等力学性能变化情况,同时介绍了热等静压对已服役制件组织力学性能恢复处理的研究进展、计算模拟在指导热等静压工艺研究中的作用,展望了中国热等静压技术的未来发展。     

显微组织特征对粉末热等静压TA15钛合金拉伸性能及断裂韧性的影响

粉末热等静压（HIP）是实现高质量复杂薄壁钛合金构件近终形制造的有效解决方法,近年来引起了广泛的关注,但关于微观结构特征对粉末热等静压钛合金强化和增韧机制的报道很少。为此,采用热等静压方法制备粉末TA15钛合金,用于探索不同热等静压温度下的显微组织特征以及相应的拉伸性能和断裂韧性。结果表明,当热等静压温度低于950°C时,合金为由板条集束及板条团簇周围的细小等轴晶组成“网篮组织”。当HIP温度高于950°C时,显微组织逐渐转变为魏氏组织,同时晶粒尺寸显著增加。拉伸强度和伸长率分别从910°C试样的948 MPa和17.3%降低到970°C试样的861 MPa和10%。相应的拉伸断裂模式从穿晶塑性断裂转变为包括晶间解理的混合断裂。试样的断裂韧性从910°C试样的82.64 MPa·m1/2增加到970°C试样的140.18 MPa·m1/2。低于950°C的试样由于原始颗粒边界(PPB)的存在而容易形成孔洞,不利于增韧。由于Widmanstatten结构的裂纹偏转、裂纹分支和剪切塑性变形,950°C以上的试样具有较高的断裂韧性。该研究为粉末HIPed钛合金的研制提供了有效的参考。     

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。     

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.     

板金制品挤孔技术及应用

介绍一种在板金制品上采用特制挤钻进行挤(旋)压加工的新型工艺方法。当挤钻高速旋转,并在轴向力的作用下,与薄板(管)加工部位的实体材料之间发生摩擦,产生摩擦热使该部位材料温度升高后软化屈服,塑性流动变成孔壁,从而得到较长的连接长度。若在该孔上攻螺纹,可大大提高板金构件的连接强度。     

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.     

模内压板与成形复合工艺及杆系柔性成形模具

分析了板料在曲面成形过程中的应力分布情况和板料的受压屈曲与起皱机理,提出了一种新颖的板料成形方法———模内压板与成形复合工艺,板料在成形过程中板面法向受压板力的约束,可抑制板料受压屈曲,这种工艺方法可以显著地减少板料在成形过程中的起皱现象.杆系柔性成形模具由若干个可调节杆组成,若干个杆组合成一个阵列,各杆端冲压头可以更换,选用与被冲压板件局部成形面近似形状的冲压头组成一定尺寸的模具冲压面,以适应加工件的表面形状,从而构成冲压成形模具.模内压板技术与杆系柔性成形模具相结合,实现模内多点压板与成形,从而可以有效地抑制板料的起皱.     

Titanium carbonitride thick coating prepared by plasma spray synthesis and its tribological properties

TiCN coating, owing to its superior wear-resistance, has been frequently applied in many fields. TiCN thick coating was first prepared by reactive plasma spraying. The phase composition, microstructure and tribological properties of the TiCN coating were investigated in this research. Experimental results show that the microstructure of the TiCN coating was quite dense, and there was also a little amount of titanium oxides within the coating. By XPS analysis, Ti-C and Ti-N bonds were detected in the coating. The TiCN coating exhibited superior wear-resistance. The failure mechanism was attributed to the ad-hesive wear, the grinding of TiCN hard-grain, as well as the coating failure by oxidation. There were more Fe, Cr, O, etc. in the failure zone, suggesting that the corrosion propagated gradually from sur-face to interior.     

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．     

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.     

金属板件等离子体弧柔性成形技术基础研究

水火弯曲成形和激光弯曲成形均存在一定局限性，而等离子体弧具有平均能量转换效率高、成本较低等优点．介绍了等离子体弧柔性成形技术的原理和特点，分析了等离子体弧柔性成形的两种基本形式——正向弯曲和反向弯曲的成形机理和控制方法，研究了弧功率、扫描速度、冷却方式、板件材质与几何尺寸等因素对柔性成形的影响规律．研究结果表明：等离子体弧可在工业环境下完成对不同厚度板材的柔性成形．在一定范围内，弯曲速度随着弧功率的提高而提高；可运用小的扫描速度提高弯曲速度，而采用大的扫描速度实现较为精确的弯曲变形；随着板件厚度的增加，相同扫描次数下的弯曲角度明显减小；导热系数大的材质，因难以在材料内部形成大的温度梯度而难以产生弯曲变形．上述研究对合理选择成形参数具有一定的指导意义．