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沉积温度对高性能TiAlN涂层微观结构和力学性能的影响
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作者 刘兴龙 徐乘远 +2 位作者 陈彬 乔宏 蔺增 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2024-2030,共7页
采用真空电弧离子镀(AIP)技术在不同沉积温度下TiAlN涂层,用于高性能制造,并研究了沉积温度与表面性能的关系。结果表明,由于离子轰击作用,表面大颗粒随沉积温度的升高而减少。随着沉积温度的升高,涂层表面的晶粒尺寸先急剧减小后逐渐... 采用真空电弧离子镀(AIP)技术在不同沉积温度下TiAlN涂层,用于高性能制造,并研究了沉积温度与表面性能的关系。结果表明,由于离子轰击作用,表面大颗粒随沉积温度的升高而减少。随着沉积温度的升高,涂层表面的晶粒尺寸先急剧减小后逐渐增大。此外,沉积温度对合成涂层的相组成和化学成分影响不大。随着沉积温度的升高,硬度和粘结强度先迅速增加,后逐渐降低。当沉积温度在450℃左右时,沉积的TiAlN涂层硬度最高,粘结强度最大。上述现象的发生机理与沉积过程中表面与界面之间的微观组织和残余应力的变化有关。合成的涂层在高达900℃的空气中具有良好的热稳定性。 展开更多
关键词 TIALN涂层 沉积温度 力学性能 热稳定性 高性能制造
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高性能表面层制造:基于可控表面完整性的精密制造 被引量:22
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作者 雷明凯 郭东明 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第17期187-197,共11页
高性能表面层制造是具有特殊功能性表面层结构零件的精密制造,体现了高性能零件性能与几何参数一体化制造的特点。依据功能性表面层结构零件的性能要求所设计的几何参数和材料特性,选择表面层加工制造方法,确定加工工艺载荷的物质与能... 高性能表面层制造是具有特殊功能性表面层结构零件的精密制造,体现了高性能零件性能与几何参数一体化制造的特点。依据功能性表面层结构零件的性能要求所设计的几何参数和材料特性,选择表面层加工制造方法,确定加工工艺载荷的物质与能量输入条件,通过减控加工工艺的几何、结构、物理、化学等多源耦合约束,构建主动协调的材料加工载荷的应力场、温度场和化学位场等(多)场环境,相应地揭示零件表面完整性变化关系内禀的加工过程印记,利用可控的表面完整性与高性能零件性能的关联模型,实现具有特殊功能性表面层的精密制造。高性能表面层加工制造原理的核心是表面完整性的形成机制、评价方法和调控作用,所提出的高性能表面层精密制造的体系框架,以基于知识方法取代实验迭代的试错法,可解决高性能制造的加工制造反问题。 展开更多
关键词 高性能制造 表面层 表面完整性 制造原理 加工制造方法
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先进增材制造技术在模具行业的应用现状与展望 被引量:3
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作者 陈泷 张纪奎 +4 位作者 曹苗 梅碧舟 齐士杰 谢重阳 邓益民 《宁波大学学报(理工版)》 CAS 2023年第6期1-16,共16页
模具在现代工业生产中有着重要地位,而增材制造技术出现和产业化应用为模具行业带来了变革.本文对目前模具行业应用较多的增材制造技术,包括喷射粘结成形、选择性激光烧结、选择性激光融化和光固化成形进行了原理简述.同时,根据增材制... 模具在现代工业生产中有着重要地位,而增材制造技术出现和产业化应用为模具行业带来了变革.本文对目前模具行业应用较多的增材制造技术,包括喷射粘结成形、选择性激光烧结、选择性激光融化和光固化成形进行了原理简述.同时,根据增材制造技术在模具行业的2个典型应用方向(模具快速原型制造和高性能模具零件制造),分析了增材制造技术在其中的具体应用方法,并对国内外相关研究成果进行了综述,总结出增材制造技术在模具行业进行批量化应用所需要解决的关键问题是:如何通过对原材料、工艺和设备的研究来提高增材制造技术相比于传统制造技术的性价比.最后对增材制造技术在模具行业的未来发展进行了展望. 展开更多
关键词 模具 增材制造 模具快速原型制造 高性能制造
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高性能制造:设计与制造的协同机制
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作者 宋学官 李昆鹏 +1 位作者 胡正国 郭东明 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期2-12,共11页
高性能制造,是由以几何精度为主的制造上升到以产品性能的精准保证为目标的制造,其作为推动我国装备制造业升级的引擎,以及引领传统制造理念提升的旗帜,对国家装备产业的发展具有十分重要的意义。高性能制造理论指出,传统的装备制造流... 高性能制造,是由以几何精度为主的制造上升到以产品性能的精准保证为目标的制造,其作为推动我国装备制造业升级的引擎,以及引领传统制造理念提升的旗帜,对国家装备产业的发展具有十分重要的意义。高性能制造理论指出,传统的装备制造流程形成了设计、制造、服役等严格的上下游关系,一定程度上了推动了多任务协作能力,提高了装备制造的效率。然而,不容忽视的事实是,这种设计、制造的单向串行模式人为割裂了设计环节与制造环节的耦合作用,在提高制造效率的同时,亦不可避免地制约了高端装备性能的进一步提升。作为高性能制造理论的重要组成部分,针对上述设计、制造之间的耦合作用,展开了进一步的讨论。首次采用Karush-Kuhn-Tucker最优性条件,从数学角度定量定式的揭示了传统设计制造“不协同”的根源所在,并针对这些不足,给出串行、并行和循环模式的高性能制造解决方案和求解方法。为打破我国高端装备/零部件的高性能制造瓶颈,进一步推动我国高端装备高性能制造的发展提供了理论与技术参考。 展开更多
关键词 高端装备/零部件 高性能制造 设计与制造协同 并行模式 循环模式
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多材料砂型增材制造层间加热与压实整体成形工艺研究
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作者 强惠 单忠德 +2 位作者 杨浩秦 闫丹丹 宋魏飞 《精密成形工程》 北大核心 2024年第7期1-11,共11页
目的针对砂型打印过程中存在层间结合力差和树脂含量与发气量难以协调等问题,提出多材料砂型增材制造层间加热与压实整体成形工艺,实现多材料砂型的高性能制造。方法基于多材料砂型加热压实一体化成形装置,通过优化匹配辊轮旋转速度、... 目的针对砂型打印过程中存在层间结合力差和树脂含量与发气量难以协调等问题,提出多材料砂型增材制造层间加热与压实整体成形工艺,实现多材料砂型的高性能制造。方法基于多材料砂型加热压实一体化成形装置,通过优化匹配辊轮旋转速度、辊轮直径和加热温度等加热压实一体化成形工艺参数,实现对砂型力学性能的精确调控,并通过铸造试验进行应用验证。结果通过自旋辊轮压实的方式辅助铺砂,当辊轮直径为60 mm、辊轮转速为3 r/s时,铺砂效果最好,砂型强度最高,砂型透气性满足铸造需求;针对1.5 mm厚度的具有片层堆叠结构的复合砂型,优选出层间加热压实一体化成形工艺参数如下:层间加热温度为150℃,辊轮直径为60 mm,辊轮转速为2 r/s。验证了采用层间加热压实一体化成形工艺可制备高质量的多材料复合砂型,砂型与铸件均具有良好的尺寸精度和性能,1.5 mm片层堆叠结构的复合铸型及其铸件尺寸精度较高,铸件晶粒细化效果明显、力学性能优异。结论通过多材料砂型增材制造层间加热与压实整体成形工艺研究,协调了高强度砂型的发气量和树脂量,进一步推动砂型增材制造技术向绿色化、柔性化和高性能制造方向创新发展。 展开更多
关键词 增材制造 加热压实整体成形 多材料砂型 高性能制造 砂型铸造
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全陶瓷球轴承高性能制造研究进展
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作者 张珂 李颂华 +1 位作者 孙健 吴玉厚 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期605-619,共15页
全陶瓷球轴承具有质量轻、耐磨损、耐高(低)温、耐腐蚀、精度保持性好等优良性能,在装备制造、航空航天等先进技术领域应用前景广阔。全陶瓷球轴承高性能制造技术体系尚未完全形成,严重制约了其在高端装备中的应用与发展,这也成为全陶... 全陶瓷球轴承具有质量轻、耐磨损、耐高(低)温、耐腐蚀、精度保持性好等优良性能,在装备制造、航空航天等先进技术领域应用前景广阔。全陶瓷球轴承高性能制造技术体系尚未完全形成,严重制约了其在高端装备中的应用与发展,这也成为全陶瓷球轴承应用领域进一步拓展的技术难题。基于行业对高端轴承产品的需求,分析了全陶瓷球轴承的特点与优势,探讨了适用于全陶瓷球轴承的设计方法,综述了陶瓷球、陶瓷套圈等关键组件的高性能制造工艺,评估了全陶瓷球轴承的服役性能及其试验技术,并针对其相关技术与应用进行了展望。 展开更多
关键词 全陶瓷球轴承 陶瓷球 陶瓷套圈 高性能制造 优化设计 研磨 磨削加工 性能测试
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半球谐振子几何参量对其热弹性阻尼影响研究
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作者 马传震 刘赫男 +3 位作者 陈明君 程健 田金川 周子涵 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期75-84,共10页
半球谐振子作为半球谐振陀螺仪的核心器件,其加工质量直接影响谐振子的性能参数,进而影响半球谐振陀螺仪的工作精度和使用寿命,因此非常有必要对半球谐振子的性能与其几何参量的映射关系进行研究。本研究以直径为30 mm的熔石英半球谐振... 半球谐振子作为半球谐振陀螺仪的核心器件,其加工质量直接影响谐振子的性能参数,进而影响半球谐振陀螺仪的工作精度和使用寿命,因此非常有必要对半球谐振子的性能与其几何参量的映射关系进行研究。本研究以直径为30 mm的熔石英半球谐振子为研究对象,分析其能量损耗的形式、机理,针对谐振子几何参量对其热弹性阻尼的影响进行研究,建立半球谐振子热弹性阻尼能量损耗模型,分析谐振子结构参数、加工误差、表面质量对其能量损耗的影响规律,探究不同几何参量变化对能量损耗的敏感性,结果表明谐振子壳体结构和过渡圆角参数对其热弹性阻尼影响较大,加工误差导致的壁厚不均匀高于半径不均匀对其热弹性阻尼的影响;壳体半径由10mm增至15mm,QTED减小幅度为61%,亚表面损伤层厚度从0增至100μm,QTED减小至其原值的7.5%,研究结果可为半球谐振子专用机床误差分配设计及其高性能制造研究提供参考。 展开更多
关键词 半球谐振子 几何参量 热弹性阻尼 高性能制造
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航空航天装备的轻量化:挑战与未来 被引量:4
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作者 张卫红 唐长红 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-7,共7页
轻量化是航空航天装备研发领域永恒的主题,它对装备的综合性能和服役效能具有决定性影响。在过去的数十年里,一系列高性能优化设计方法、新材料和制造工艺技术的研发和应用,不断推动航空航天装备轻量化水平的提升。然而,随着新一代装备... 轻量化是航空航天装备研发领域永恒的主题,它对装备的综合性能和服役效能具有决定性影响。在过去的数十年里,一系列高性能优化设计方法、新材料和制造工艺技术的研发和应用,不断推动航空航天装备轻量化水平的提升。然而,随着新一代装备对综合性能和多功能需求的不断增加,现有的轻量化设计制造技术正面临着日益严峻的挑战。因此,本文重点探讨了航空航天装备研发的总体设计、机电系统设计、材料与结构、高性能制造与装配等主要环节,并分析了轻量化技术在未来的发展趋势。 展开更多
关键词 航空航天装备 轻量化设计与制造 装备总体技术 材料与结构技术 高性能制造与装配
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渗碳辅助磨削强化表面创成机制研究
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作者 徐春伟 张贺 +2 位作者 修世超 洪远 孙聪 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期65-73,共9页
目的探究渗碳辅助磨削表面材料动态强化去除机制。方法以20CrMnTi为研究对象,首先进行渗碳辅助磨削的探索性试验,分析磨削微渗碳的可行性。其次,基于磨粒与工件材料间的相互作用,提出一种动态表面创成模型,分析增碳表面的渗碳效果。最后... 目的探究渗碳辅助磨削表面材料动态强化去除机制。方法以20CrMnTi为研究对象,首先进行渗碳辅助磨削的探索性试验,分析磨削微渗碳的可行性。其次,基于磨粒与工件材料间的相互作用,提出一种动态表面创成模型,分析增碳表面的渗碳效果。最后,结合磨削渗碳强化试验验证增碳表面性形协同提升效果。结果磨削接触区的微渗碳效应增大了表面的碳含量,使得表面在冷却阶段更易析出强化相。该方法可有效提高加工表面的硬度(最大提升了60%)。微渗碳效应使得表面材料硬化,同时抑制了脊状突起的形成,使切屑更易形成,从而提高表面精度(粗糙度Ra降低了0.3μm)。结论针对低碳钢表面的高性能制备,提出了一种新的渗碳辅助磨削强化方法,该方法可实现表面材料的微渗碳。在强参数磨削热作用下表面材料会发生奥氏体–马氏体转变,显著提高了硬度。同时,微渗碳作用可削弱表面材料的塑性及犁削作用,提高表面加工质量。 展开更多
关键词 渗碳辅助磨削 表面创成 微渗碳效应 高性能表面制备
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