高硬再制造表面强化层的加热切削研究

应用高性能硬质合金、陶瓷刀具和CBN刀具对常温条件下难以加工的高硬堆焊材料进行加热切削试验。试验结果表明：尽管加热条件下冲击效应降低,但CBN刀具仍然破损严重;陶瓷刀具虽然也无法实现理想的切削,但切削过程中刀具破损模式从崩碎式失效转变为磨损失效;3种刀具中高性能硬质合金应用效果最佳,其最佳参数条件下,一个切削里程后刀面VB值仅为0．3mm,试验过程中,刀具磨损随表面加热温度、切削速度、切削深度的提高而增大,但随进给量取值的增大而减小,其中切削速度对刀具VB值的影响最大,而进给量和削切深度对刀具VB值的影响较小。综合分析还表明：试验中刀具磨损速率仍然受刀具红硬性极限的限制。     

高硬热喷涂层的缓进给切削试验

采用高硬材料切削过程中常用的2种刀具材料CBN和YG610,应用缓进给的模式对高硬喷涂层进行切削试验。试验结果表明：采用小进给切削模式YG610刀具切削高硬热喷涂层可以获得较理想的刀具耐用度,并且加工表面质量可以达到Ra1以下,具备了以车代磨的基本条件。高硬材料切削常用的刀具CBN在切削过程中出现了较严重的非正常破损现象。通过对试验现象的分析,可以认为冲击性和高硬度的同时存在是喷涂层切削的最重要特性。因此,喷涂层切削刀具需要同时具备较高的韧性和硬度。     

石墨烯作为水基半合成切削液添加剂的硬质合金-钢材料摩擦学特性分析

改善加工过程润滑条件是延缓刀具磨损的重要途径。将石墨烯作为3034水基半合成切削液的添加剂,研究石墨烯悬浮切削液的硬质合金-钢材料摩擦学性能,研究对象是由硬质合金YG8制备的金属球和由45#钢制备的圆盘形试件;采用球-盘摩擦副接触方式在摩擦磨损试验机上进行试验,测定了质量分数为0. 1%~0. 9%的石墨烯悬浮切削液的平均摩擦特性和摩擦系数;采用激光共聚焦显微镜对磨痕轮廓进行提取,并得出磨损定量评价指数,并用扫描电镜和拉曼光谱仪对磨痕进行磨损机理分析;进行切削实验来分析石墨烯悬浮切削液对切削性能指标的改善情况。实验分析结果表明:石墨烯悬浮切削液能明显改善硬质合金-45#钢之间的润滑条件,摩擦系数和磨损率显著下降,采用不同质量分数石墨烯悬浮切削液的平均摩擦系数较原半合成切削液下降12. 9%~57. 3%,磨损率下降33. 82%,同时切削合力较原半合成切削液下降18. 58%,加工后工件表面粗糙度下降7. 5%。     

激光加热辅助引弧微爆炸加工工程陶瓷的试验研究

为验证激光加热辅助技术改善引弧微爆炸加工质量和提高加工效率的可行性,探索加工工艺参数对加工过程的影响规律,设计了激光加热辅助引弧微爆炸加工试验系统,并通过试验研究了工艺参数对材料去除率和崩碎的影响规律。试验结果表明：激光加热辅助引弧微爆炸加工陶瓷可以提高材料去除率,改善崩碎情况;加工效率随激光功率的增加而提高,随光斑尺寸的增大而降低,随距离的增加先提高后降低;崩碎随激光功率的增加而减少,随光斑尺寸的增大先减少后增多,随距离的增加先减少后增多。研究结果为激光加热辅助引弧微爆炸加工机理的研究和工艺参数的优化提供了参考依据。     

钎杆内孔的液压低频振动扩孔工艺实验

为完全去除中空钢钎杆内孔表面的氧化层和裂纹层的影响,采用深孔扩孔的方式加工钎杆内孔。针对深孔扩孔过程中存在的切屑排出困难、切削温度高、内孔表面加工质量差等问题,利用液压低频振动辅助枪钻对中空钢钎杆进行深孔扩孔,研究振动参数及加工参数对切屑形态、内孔表面质量、切削热的影响。实验结果表明:在转速为500 r/min、进给量为0.1 mm/r条件下,相对于普通扩孔,液压低频振动扩孔可减小切屑尺寸,减少切屑表面锯齿边缘现象,优化内孔加工表面,减少刀痕和划痕,降低加工温度。且当频率为36.7 Hz、振幅为0.58 mm时,切屑尺寸最小,内孔表面划痕最少,加工温度最低;随着进给量在0.80～0.12 mm/r范围内增大,切屑长度变大,内孔表面的刀痕和划痕增多;转速对切屑长度及内孔表面形貌影响较小。     

CeO2对NiCrBSi合金激光熔覆层滑动摩擦磨损性能的影响

采用NdYAG激光器,在45CrNi钢表面制备了添加有0、0.4%、0.8%和1.2?O2的NiCrBSi合金熔覆层.在MM-200环块摩擦磨损试验机上分别检测了4种熔覆层的滑动摩擦磨损性能.测试结果表明 经CeO2强化后熔覆层的耐磨性提高,摩擦因数略有下降.利用SEM分析磨损表面形貌可知未加入CeO2的熔覆层对应的磨损机理是显微切削;加入1.2?O2熔覆层的磨损表面光滑,显微切削造成的沟槽明显减少.上述试验结果与熔覆层显微组织密切相关.     

超声速静风洞设计和流场校侧

论述了静风洞概念并设计和建立了一座小型静风洞SQWT-120。SQWT-120的设计马赫数为4.0,喷管出口直径为120mm,Re=0.46~1.78×107,运行时间为6~60s。测量结果表明,喷管出口马赫数为3.8,在x从160~438mm一段轴向距离内,ΔM/-M≯±1.2%。在P0=0.4MPa,喷管出口6cm处,静压脉动值不超出0.1%,风洞工作时间15s,具备静风洞试验能力。     

基于仪器化压入技术的结构陶瓷材料断裂韧性测试

利用自主研制的仪器化压入仪,采用Vickers压头对氮化硅和氧化锆2种结构陶瓷进行了仪器化压入试验,通过压入载荷-深度曲线可识别材料的弹性模量E,通过测量压痕对角线直径可确定材料的维氏硬度HV,再通过测量压痕裂纹扩展长度即可得到材料的断裂韧性KIC,实现了在单一压入仪上基于Vickers压头对结构陶瓷材料断裂韧性的测试。与传统压痕法利用硬度计或纳米压入仪测试陶瓷材料断裂韧性相比,试验更简单快捷,可靠性高,同时测得信息量也更为丰富。试验测得2种结构陶瓷的断裂韧性分别为4.77～5.82 MPa.m1/2和7.22～8.94 MPa.m1/2。     

柴油机喷油器积碳对燃烧影响的研究

针对喷油器积碳影响喷油及燃烧的问题,采用试验与仿真相结合的方法研究了喷油器积碳对喷油速率、喷雾特性和燃烧特性的影响。基于喷油泵试验台架,对干净、积碳喷油器分别开展了喷油和喷雾试验,得到了燃烧仿真模型的边界条件。通过converge软件建立三维燃烧模型,仿真分析了不同喷油器的燃烧特性。结果表明:在1 400、2 000 r/min时,与干净喷油器相比,积碳喷油器的喷油速率峰值点提前0. 08 ms,喷雾贯穿角在初期较大,稳定后较小,喷油速率峰值分别减小了11. 8、12. 1 mg/ms,喷雾贯穿距分别增大了22. 4、13. 75 mm;积碳喷油器的缸压峰值分别减小了0. 3、0. 2 MPa,燃烧放热率峰值分别减小了40. 7、10. 2 J/℃A,燃烧放热率峰值相位分别提前0. 1℃A,累积燃烧放热率达到50%时的相位值分别延迟0. 5、0. 1℃A;积碳喷油器的着火始点迟,缸内高温体积小,在1 400 r/min时,气缸底部燃油先燃烧,在2 000 r/min时,气缸底部燃油后燃烧;当曲轴转角-6℃A时,积碳喷油器的缸内燃空当量比小。     

基于变转速的柴油抗磨性评定方法

以MRS-1J型四球摩擦磨损试验机为平台,提出了一种变转速条件下柴油抗磨性评定方法。利用VC＋＋对试验机软件进行了改进,增加了负荷-转速程序控制功能,实现了试验机自由设置转速、负荷的变化范围、变化速率和变化模式。通过正交试验方法确定了最佳试验条件,发现试验时间3N1min,负荷11N2N,油温60℃,转速在1 min内由100 r/min线性上升至20N3r/min再线性下降至100 r/min并依次循环时,该试验方法具有良好的重复性和区分性。在与高频往复试验机法的对比中,发现该方法的磨斑直径变化率大于高频往复试验机法,证明变转速四球机法优于高频往复试验机法。     

陶瓷基复合装甲防12.7mm穿甲燃烧弹的靶试研究（Ⅱ）

基于对材料特性和防弹机理的认识,设计了由（SiC＋Si）陶瓷、616装甲钢和高强PE材料构成的陶瓷基复合靶板,靶板防护面密度为118 kg/m2,尺寸为500 mm×500 mm×25 mm。利用现役12.7 mm穿甲燃烧弹考核靶板在6发弹打击下的防护能力,检验靶板设计思路。结果表明：靶板结构是可行的,可防住V25为818 m/s的现役12.7 mm穿甲燃烧弹。     

陶瓷基复合装甲防12.7mm穿甲燃烧弹的靶试研究（Ⅰ）

基于对材料特性和防弹机理的认识,设计了由Al2O3陶瓷、616装甲钢和高强PE材料构成的陶瓷基复合装甲板,并用现役127.mm穿甲燃烧弹进行靶试考核,检验靶板设计思路,结果表明：防护面密度为128 kg/m2的靶板可防住该弹。     

空化射流实验研究

空化水射流技术是将空化作用引入到高压水射流而形成的一种新型高压水射流技术，在同等条件下，空化射流相对于普通高压水射流具有破碎和切割能力更高的特点。通过数值模拟和实验方法对空化技术进行研究，进行了喷嘴流场的数值模拟计算，设计了空化射流实验装置及空化喷嘴。以生锈铁板为研究对象，分别进行了喷嘴型号、打击时间、入口压力、靶距和扩散段长度的空化射流打击效果对比实验，研究了空化参数对空化效果的影响。实验结果表明角形喷嘴进行淹没射流的空化效果较好，空化射流除锈具有最优打击时间。不同的入口压力对应不同的最佳靶距。     

Analysis of some critical aspects in hot machining of Ti-5553 superalloy: Experimental and FE analysis

In this study, a newly developed titanium superalloy, i.e., the Ti-5553 alloy has used for hot machining. This material replaced Ti-grade-5 alloy in the application of aerospace, automobile, and biomedical sector. However, similar to Ti-grade-5 alloy, the Ti-5553 alloy has a low thermal conductivity which makes it difficult-to-cut material categories hence, high tool wear, cutting force and bad surface finish. Hot machining of Ti-5553 has been studied at different machining condition (room and hot) using Deform-2D finite element analysis. The result from the simulation test was compared with the experimental value and reduction of cutting and thrust forces was observed. The experiment was carried out with the same input parameters as simulation, and good coherence between them observed. Additionally, cutting zone temperature, effective stress, etc. for both room and elevated the temperature are also discussed.     

基于油液分析的自行火炮装备性能监测研究

提出了一种基于油液光谱分析技术的自行火炮装备磨损故障诊断方法 ,该方法主要包括用于监测润滑油中磨损金属颗粒浓度变化的模型 ,并制定了各主要磨损金属元素的浓度和梯度界限值 ,并将其分为三个层次。同时将灰色建模理论引入光谱分析领域 ,通过拟合光谱仪分析的数据 ,掌握润滑油中磨损金属颗粒浓度的变化规律 ,进而对其浓度变化规律进行预测 ,从而达到对装备进行性能监测的目的。     

论全资产可视性与通用装备保障创新

提出了多兵种合同作战和联合作战条件下 ,通用装备保障应实现“全谱支持”的新思路。结合对台军事斗争中对通用装备保障的需求 ,提出了必须在器材请领、储存处理、在运资产、战区内装备管理等四个领域达到联合全资产可视性的要求 ,并给出了联合全资产可视性建设的效益分析     

引弧微爆加工陶瓷新方法及其电源系统研制

高频引弧在瞬间产生微爆炸和轰击波时具有高能量密度,结合工程陶瓷加工的特点,提出了引弧微爆加工工程陶瓷的新方法。试验证明了该方法能够实现低成本加工陶瓷孔、外圆、平面以及各种异型面,是一项全新的工程陶瓷加工技术。研制的专用脉冲电源采用了全桥式绝缘门栅极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）逆变主电路、独特的高频引弧及控制电路,引弧微爆加工电源系统具有工作可靠、可控性好等优点。