关键词： DD406单晶高温合金   涡轮叶片气膜孔   激光打孔   氧化动力学   氧化机理  

摘要： 长寿命民机及地面燃气轮机涡轮叶片在工作过程中长期受到高温氧化的影响,使其在复杂工况下表面强度大幅度降低,服役寿命明显缩短,因此高温抗氧化性能是涡轮叶片应用中必须考虑的重要性能指标。本课题研究毫秒和皮秒激光加工工艺下DD406镍基单晶高温合金气膜孔结构在980℃和1100℃下的高温氧化行为,得到相应定量氧化动力学以及氧化物微观组织结构演化规律,揭示不同制孔工艺下气膜孔结构的氧化机理差异,为服役工况下叶片强度寿命模型的建立提供基础。结果表明:毫秒工艺下的气膜孔结构氧化速率显著高于皮秒工艺,不同工艺的氧化动力学曲线均遵循抛物线或直线规律;毫秒工艺下,氧化初期外层快速生成(Ni, Co)O,此阶段反应速率主要由NiO的生长过程控制,之后形成典型(Ni, Co)O-尖晶石相层-α-Al_(2)O_(3)典型三层结构;内α-Al_(2)O_(3)层下方及γ’相消失层存在较多孔洞,导致氧化层易剥落;皮秒工艺下,氧化初期快速生成不连续α-Al_(2)O_(3),随后相互连接,形成连续致密α-Al_(2)O_(3)层。

关键词： 激光技术   Ag-TiO_(2)   激光表面改性   光催化   微纳制造  

摘要： 为了提高TiO_(2)在太阳光下的催化性能,采用真空蒸镀法在金属钛表面蒸镀Ag膜,并结合飞秒激光做一步加工,同步实现了微纳结构TiO_(2)的生成与Ag粒子的复合,取得了具有良好太阳光催化性能的掺Ag的TiO_(2)表面。结果表明,经300min模拟太阳光辐照,掺杂Ag的TiO_(2)微纳复合材料对亚甲基蓝的降解率为70%,是具有同样结构的TiO_(2)材料的1.5倍;这种基于体材料直接加工的方法可以提高比表面积,解决传统TiO_(2)分散性高、难回收的问题;利用这种方法制备的结构化掺杂Ag的TiO_(2)材料在模拟太阳光照下光催化性能得到显著提升。这一结果对制备环保高效的TiO_(2)光催化剂具有重要的潜在应用价值,并有望应用于工厂大规模快速生产。

关键词： 表面   激光加工   微织构   摩擦特性   高速运转  

摘要： 针对我公司高速运转设备,采用脉冲激光对45钢表面进行了微织构加工,分析了不同表面织构对摩擦、磨损性能的影响及机制,织构表面的凹坑或沟槽起到储存润滑油和磨粒的作用,有利于提高表面的摩擦磨损性能。与光滑试样表面相比,适当的织构面积率对织构表面的耐磨性提高较为显著,设备使用寿命得到明显的提升。

关键词： 水导激光加工技术   碳纤维增强塑料(CFRP)   深槽   微观形貌   深宽比  

摘要： 碳纤维增强塑料(CFRP)中树脂基体和纤维增强相两种异质材料的性能存在巨大差异,使得其在航空航天领域的广泛应用受到现有加工能力的制约。因此,具有热损伤小、加工深度能力强等优势的水导激光加工技术在特种加工领域展现出优越的加工能力。基于有限元法中的单元生死技术,建立了水导激光加工非均质纤维树脂基体的三维瞬态温度场模型。在该模型下,利用双向循环扫描的加工方式对切面的微观形貌进行仿真与实验研究。研究表明:水导激光加工时水射流对材料的强对流换热效果显著,使材料的去除率和排屑率保持在一个较高的水平。在深槽加工时,铺层为90°的表层碳纤维会出现断裂现象,这成为断面损伤的主要来源。通过对切面不同侧边、不同深度的表面形貌进行分析,认为水射流高效的排屑率是实现水导激光高精度加工的关键因素。因此,改变扫描深宽比能有效减少深槽处的纤维损伤,切面可以获得较小的粗糙度和锥度。当扫描深宽比减少一倍时,损伤区域缩小46%。

关键词： 7Cr13Mo钢   超声辅助混粉电火花加工   表面粗糙度   重凝层   表面改性  

摘要： 目的 利用超声辅助混粉电火花加工(Ultrasonic-assisted Powder Electrical Discharge Machining,US-PMEDM)对7Cr13Mo钢进行表面改性研究。方法用US-PMEDM和传统电火花加工(Electrical Discharge Machining,EDM)对7Cr13Mo钢分别进行表面改性研究。采用扫描电子显微镜(SEM)对试样表面的表面形貌和重凝层进行分析,用TR200粗糙度测量仪和FM800型显微硬度仪分别测量加工试样的粗糙度和表面硬度。结果和常规电火花加工相比,US-PMEDM加工表面更加平整,裂纹减少。随着脉冲宽度的增加,放电凹坑变得大而浅,当脉冲宽度增加到120μs时,裂纹数量增加。随着峰值电流的增加,US-PMEDM重凝层的连续均匀性变差,但随着脉冲宽度的增加,重凝层更加致密、均匀,与基体结合良好,厚度增加到10.30μm以上。US-PMEDM加工表面粗糙度随脉冲宽度和峰值电流的增加均增加,与电火花加工相比,相同放电参数下,其表面粗糙度降低,最大降低40%左右。随着峰值电流的增加,US-PMEDM的显微硬度增加,随脉冲宽度的增加,其显微硬度先增加后降低。与电火花加工相比,US-PMEDM的显微硬度提高约50%。结论用超声辅助混粉电火花复合加工改善了放电环境,使表面质量和表面硬度均得到提高。

关键词： 皮秒激光   微加工   氧化铝陶瓷   工艺参数   锥度   激光加工  

摘要： 陶瓷基复合材料因其优异的散热性能、绝缘性、热膨胀系数和物理硬度等,适用于大功率电力电子模块、航空航天和军工电子等领域,但由于在传统加工过程中易出现崩边、层间撕裂等缺陷,且无法实现微孔加工,限制了其应用。针对氧化铝陶瓷高质量微孔加工的需求,采用红外皮秒激光作为光源对氧化铝陶瓷进行了打孔试验研究,分析了激光功率、离焦量和扫描速度等工艺参数对微孔锥度、热影响区和重铸层的影响,通过微观图像讨论了激光加工氧化铝陶瓷的作用机理。经过工艺优化,在功率18 W、扫描速度500 mm/s、重复频率100 kHz、正离焦量0.5 mm的加工参数下,获得了直径100μm、厚度0.2 mm、锥度<6°、无表面微裂纹的微孔。

关键词： 激光加工技术   金属加工   应用  

摘要： 随着科学技术的飞速发展,激光技术在工业中得到了广泛的应用。通过对我国金属加工业的调查,可以发现,激光技术在金属加工业中应用广泛。本文深入分析了激光技术在金属加工中的应用原理,并在此基础上更全面地阐述了激光技术在金属加工中的应用价值。

关键词： 激光加工   轨道车辆   激光加工技术  

摘要： 随着科学技术的飞速发展,各种高新技术层出不穷。激光加工是应用最广泛的技术之一。其广泛应用于各种制造行业,尤其是轨道车辆的制造和生产当中。本发明采用激光切割、焊接、检测等方法应用于城市轨道车辆的生产。然而,随着人们对轨道车辆速度、物理稳定性和环境质量要求的不断提高,现代先进的激光加工技术也面临着各种挑战。本文简要介绍了其在城市轨道车辆生产中的具体应用。

关键词： 激光加工   激光头设计   双工位   装备设计  

摘要： 设计安装了一台激光加工连杆裂解槽设备,提出了一种脉冲光纤激光加工胀断连杆裂解槽的新方法,采用上料与加工同步的双工位工作台,激光头360°旋转以0°入射角对叠加放置的多个连杆大头孔内壁同时进行裂解槽加工,提高了加工质量和效率又保障了安全生产。

关键词： 电火花成形   激光加工   45钢   石墨电极   微凹坑   微凸起  

摘要： 在石墨电极表面制备了直径分别为Φ100、Φ200和Φ300μm且具有规则形貌的圆形微凹坑阵列,并使用该电极在45钢表面利用电火花成形工艺(Electrical discharge machining,EDM)制备出微凸起阵列压印模具,研究了加工电流对其表面性能的影响。采用超景深显微镜和扫描电镜对经电火花加工处理后的石墨电极和45钢试样的表面形貌进行了分析,同时采用洛氏硬度计、粗糙度测试仪和精度为0.01 mg的电子天平秤等设备对45钢表面微凸起阵列进行了检测,并讨论了加工电流对45钢的材料去除率(Material removal rate,MRR)和石墨电极的电极耗损率(Electrode wear rate,EWR)之间的影响规律。结果表明,电火花反刻原理可以在45钢表面形成尺寸相对应的微凸起阵列形貌,并得到较高的表面显微硬度和表面粗糙度值,随着电火花加工电流的增大而增大,其中,Φ200μm微凸起试样得到了最大显微硬度,为34 HRC,同时,Φ300μm微凸起试样得到了最大表面粗糙度值12.56μm。此外,当试样微凹坑或微凸起直径一定时,随着加工电流的增大,MRR和EWR值也会随之增大。