微织构

摘要： 激光加工技术以其清洁高效、自动化程度高、加工过程方便易控制等突出的优势,目前已成为加工微织构的首选方式。在加工过程中,激光参数是影响微织构尺寸参数和形貌的重要因素。采用激光技术在硬质合金刀具表面加工微织构,分析并揭示了激光功率和扫描速度对微织构的尺寸和形貌的影响机制,进而确定了加工微织构的最优激光参数。

摘要： 在硬质合金刀具表面加工微织构已成为减摩抗磨最有效的技术之一。为了分析表面微织构的几何参数对硬质合金刀具表面的减摩机理,利用ABAQUS有限元软件对微织构刀具表面的摩擦磨损过程进行模拟仿真,研究不同宽度、深度和间距的微织构参数对刀具摩擦过程中应力分布的影响。仿真模拟表明,硬质合金刀具表面的微织构可通过改变应力分布来改善应力集中现象,并使应力均匀分布;微织构会增大刀具表面的最大等效应力,且随微织构宽度和深度的增加而增大,随微织构间距的增加而减少。

摘要： 为探索满足数控机床对其导轨高承载性、高精度、高精度保持性等方面要求的新途径,提出在滑动导轨表面制备椭圆开口偏置类抛物线微织构。选取矩形滑动滑块导轨副为研究原型,通过CFD方法对其在流体润滑状态下的承载压强、摩擦系数、温升及在乏油状态下的表面接触应力进行分析;基于响应面理论,通过CFD方法研究了微织构形状参数对导轨承载压强和摩擦系数的影响规律,并优化得到最优微织构形状参数;在此基础上,研究了微织构分布参数对导轨承载压强、摩擦系数、温升的影响规律,并优化得到最优微织构分布参数;最后,对最优特征参数微织构导轨的承载压强、摩擦系数、温升及乏油状态下的接触应力进行仿真分析,并将其结果与原型导轨相关性能进行对比。结果表明,该新型微织构可使导轨在润滑状态下的承压强提高15.15%,摩擦系数、温度及乏油状态下的接触应力分别降低26.43%、7.94%和8.09%。

摘要： 本研究以船舶用无轴轮缘推进器中的一体式水润滑轴承为对象,建立径推一体式微织构水润滑轴承的混合润滑分析模型。在流体动力建模过程中,考虑了径向轴承部分和推力轴承部分公共边界处的耦合流体动压力。比较了矩形、半椭圆形、右三角形、等腰三角形和左三角形五种不同底形的微织构一体式水润滑轴承的混合润滑性能。基于数值仿真结果,确定了当前工况条件下的最优微织构底部形状以及最佳推力盘倾斜角。对比分析表明,左三角形底形的微织构一体式水润滑轴承表现出了最优的混合润滑性能,最佳的推力盘倾斜角为0.01°。

摘要： 以微织构刀具的干式切削性能为研究对象,采用Box-Behnken中心组合试验设计及响应面分析方法对影响切削温度的织构因素进行研究,并利用Deform-3D仿真软件进行仿真试验。试验选用四因素三水平的响应曲面分析法,建立了关于刀具最高切削温度和刀具累积磨损深度的二次多项数学模型,并以最高响应值作响应面和等高线,考察了织构宽度、织构间距、织构角度及织构深度对切削过程中最高温度和磨损的影响。试验结果表明,织构因素对最高温度的影响顺序为织构深度>织构角度>织构宽度>织构间距;对磨损的影响顺序为织构深度>织构间距>织构宽度>织构角度;得到最优的织构参数为宽度60μm,间距50μm,角度0°,深度60μm,此时刀具的最高温度为508°C,切削力为2621N,2000步时刀具累积磨损深度为2.21×10^(-7)mm。该研究为降低干式切削过程刀具温度提供了新思路。

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。

摘要： 目的研究3种不同类型微织构在钛合金(TC4)切削过程中对刀具切削性能的影响。方法基于有限元分析软件,在硬质合金刀具的前刀面上设计半圆凹型微织构、半圆凸型微织构以及梯形槽微织构3种不同类型的微织构,通过改变微织构直径或宽度、微织构间距和微织构覆盖长度,研究微织构刀具对背向力、切削温度以及摩擦力的影响。结果对背向力而言,半圆凹型微织构刀具、半圆凸型微织构刀具、梯型槽微织构刀具在最佳微织构参数下可分别降低14.0%、13.9%、18.6%;但半圆凸型微织构直径大于8μm时,背向力超过了无织构刀具。对切削温度而言,3种微织构刀具在最佳微织构参数下可分别降低5.9%、10.7%、9.6%。对刀具所受摩擦力而言,3种微织构刀具在最佳微织构参数下可分别降低23.0%、27.7%、21.9%。结论合理的表面微织构能够改善刀具的切削性能。梯型槽微织构刀具降低背向力效果最佳;半圆凸型微织构刀具降温和减摩效果最佳。刀具切削性能随微织构直径和微织构间距的增加呈先减小后增大的趋势,且存在最优的微织构参数。在刀-屑接触长度范围内,微织构覆盖长度越长,减摩效果越好。

摘要： 为了研究超声滚压加工表面微织构工艺,选用45钢试样作为研究对象,分析了工艺参数包括滚压球直径、步距、静压力和进给速度对织构形貌及深度的影响,并对织构化后工件的表面性能进行了单因素实验。结果表明,超声滚压工艺可以在表面制备稳定的织构,滚压球直径与步距对表面形貌影响较大,采用8 mm滚压球与0.2 mm步距参数,能获得较为明显的织构形貌。静压力的提升可以有效提升表面硬度及晶粒细化程度,而进给速度对表面性能的影响较为复杂。

摘要： 在切削过程中,临近切削刃的刀具前刀面与切屑、刀具后刀面与已加工表面接触区存在的高温高压情况严重影响了刀具服役寿命和工件表面完整性。表面微织构技术是一种先进的表面改性技术,在刀具表面制备不同尺寸参数、形状参数、分布参数的表面织构能够显著影响刀具的切削性能。当刀具表面微织构制备方法不同时,微织构所呈现的性能也不同。首先从制备技术的原理、制备过程、制备技术特点等方面对当前最先进的刀具表面微织构制备技术进行了综述。然后从切削力、切削温度、刀具磨损、切屑形成、工件表面完整性等角度分析了微织构对刀具切削性能的影响规律与机理。在分析切削力、切削温度、刀具磨损、切屑形成等4个指标时重点关注了刀具前刀面微织构所起的作用,在分析工件表面质量时,同时考虑了刀具后刀面微织构、前刀面微织构的影响。最后,介绍了当前微织构的研究热点,主要包括微织构技术与钝化刃口、润滑剂的协同作用对切削性能的影响,以及微织构刀具在切削过程中发生的衍生切削行为。通过对文献的归纳、总结与深入分析,给出了表面微织构未来的研究方向,为刀具进一步优化提供设计参考。

摘要： 基于流体润滑理论,应用有限元法计算了汽轮机调节阀压力分布及泄漏量,分析了织构化可控界面对调节阀泄漏影响的规律,明确了织构化调节阀的作用机理,实现了界面调控。结果表明:所设计的亲水、疏水织构满足预期的润湿性能;微凹坑流体动压润滑效果较差,动压平衡织构具备动压楔形效应,存在明显的涡流,有效改善了阀杆阀套间隙动压润滑效应,但动压平衡织构增大了上下壁面的联通面积,不利于密封。织构的减漏率影响从大到小依次为:疏水织构、组合织构、亲水织构、动压平衡织构。当调节阀所受压力超过3.5 MPa时,减漏率变化变得平缓。动压效应、密封坝效应以及凹槽内涡流能量交换与能量耗散的协同,使得组合织构在提高阀杆稳定性及降低泄漏方面优于其他织构。

摘要： 采用相场方法模拟TC4(Ti-6Al-4V合金中β→α的转变过程,研究外应力大小与不同过冷度对α析出相变体形核及微织构形成的影响.模型输入数据来自Thermo-Calc热力学,JmatPro(TTT-Ti)与Dictra动力学数据库.通过保持时效温度不变,沿[-111]β方向施加不同大小的拉应力;或固定外加拉应力,变化过冷度条件下模拟的手段,考察外应力与过冷度大小对合金微观组织演化的影响.结果表明:过冷度不变,随外应力增大,其对α目变体的选择作用逐渐增强,外加应力与变体之间的弹性相互作用在相变过程中的作用逐渐增加;外加应力大小不变,随过冷度减小,析出的α相体积分数逐渐减小,而对α相变体的选择作用逐渐增强,有利于相变微织构的形成.

摘要： 在Gleeble-3500热模拟机上对铸辗复合成形用42CrMo钢离心铸坯进行高温压缩,利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)以及电子背散射衍射(EBSD)技术分析淬火和880°C/2h正火后的组织和微织构.结果表明,变形条件为1000°C/0.1s-1时,在形变带和三叉晶界处新生再结晶晶粒,平均晶粒直径小;沿着//ND分布旋转立方织构和立方织构;正火过程中晶粒发生长大,晶粒内弥散分布碳化物颗粒,主要发生回复和静态再结晶,织构类型为立方织构和高斯织构.在1100°C/0.1s-1条件下,晶粒尺寸较大,组织均匀,再结晶充分,大角度晶界占三分之二;织构组态为沿着γ-取向线的{111}和{111}织构;正火后碳化物含量增加,珠光体片层间距减小,组织演变机制为回复和亚动态再结晶,织构类型表现为{110}消失,旋转立方织构强度增大.

摘要： 本文针对高压柱塞泵/马达摩擦副在高压高速工况下的磨损问题,首先介绍了摩擦副表面微织构的应用背景、应用实例和工作原理;其次,介绍了模板电解加工方法,利用该加工手段在摩擦副试件上设计加工了不同结构参数的微织构,并对结构参数进行检测;最后,针对三种不同表面结构的摩擦副,设计并进行了磨损试验,对试验结果进行了检测和分析,数据分析结果充分证明了在摩擦副表面加工微织构可以提高摩擦副的摩擦磨损性能.

摘要： 采用球盘接触模型,以入口油层厚度为输入变量,基于统一Reynolds方程法建立润滑分析模型,研究了供油量对点接触表面微织构润滑性能的影响.数值计算结果显示:供油量显著影响接触区油膜厚度;微织构能改善摩擦副的润滑摩擦性能;严重乏油时接触区内微坑会产生空穴现象;瞬态下,微织构在乏油时比充分供油时改善润滑的效果明显.

摘要： 对微织构电铸技术进行了试验研究,分析了电流密度和电铸液流速对微织构的复制精度及电铸层材料性能的影响.结果表明,电铸液的高速冲刷能很好地去除沉积层表面的针孔、麻点等缺陷;且能细化铸层晶粒,提高微织构的复制精度和电铸层的材料性能.

摘要： 采用EBSD取向成像技术研究了各工艺参数(功率、载荷、超声作用时间)对倒装键合组织及微织构的影响,并与对应的剪切性能值进行比较.结果表明,功率的影响最显著,它可在增大形变量的同时提高键合强度;负荷加大形变量,但提高界面结合强度的效果不显著;超声持续的时间不明显提高形变量,但能在一定程度上提高界面强度.超声是通过软化金属,加强界面扩散的方式提高键合强度;超声的存在使取向变化的速度变慢.

摘要： 使用EBSD取向成像技术分析了铜丝键合不同工艺阶段(原始拉拔丝、熔化自由球、第一点球键合、第二点楔形键合)的组织不均匀性及微织构。讨论了它们可能对性能的影响.

摘要： 本文使用EBSD取向成像技术分析了不同工艺参数下金丝球和倒装键合样品的形变组织和取向变化.结果表明,功率和载荷力的影响大于温度和超声时间的影响;〈100〉晶粒经〈120〉方向转向〈110〉,而〈111〉晶粒经〈233〉转向〈110〉,〈110〉取向首先出现在与吸管相接触的位置.金丝球内的取向仍是自由球内柱状晶的取向.超声时间的延长在金丝球内产生水平剪切层.高温变形的样品内有更多的亚晶界.倒装键合样品中的〈110〉取向区域比金丝球内多,晶粒全部被压扁.在无超声作用的样品中,明显观察到柱状晶被压碎,一部分区域转向〈110〉的过程.大变形下的倒装键合样品中,不同参数造成的差异不明显.

摘要： 与立方系金属不同,六方结构镁的主要再结晶形核地点是压缩孪晶及其演变产物切变带。本文利用EBSD取向成像技术分析了镁合金静态再结晶初期新晶粒的取向特点并与压缩孪晶取向进行了比较。结果表明,形核阶段的取向特征基本遵循压缩孪晶及切变带内取向特点,但最先形核的晶粒往往是原压缩挛晶或切变带内取向变化复杂的亚晶,因为这类亚晶的形变储能高、界面迁移率高。

摘要： 与立方系金属不同,六方结构镁的主要再结晶形核地点是压缩孪晶及其演变产物切变带。本文利用EBSD取向成像技术分析了镁合金静态再结晶初期新晶粒的取向特点并与压缩孪晶取向进行了比较。结果表明,形核阶段的取向特征基本遵循压缩孪晶及切变带内取向特点,但最先形核的晶粒往往是原压缩挛晶或切变带内取向变化复杂的亚晶,因为这类亚晶的形变储能高、界面迁移率高。

摘要： 本发明涉及一种利用织构屈服各向异性构建织构模型来调控气相沉积金属薄膜织构的方法；首先选择要调控薄膜的体系以及基底，薄膜材料包括Ni、Cu、Al等具有较大的弹性各向异性，各织构的屈服应力相差较大的面心立方金属。基底为与薄膜材料在加热条件下不反应、不扩散且与薄膜材料热膨胀系数相差大于10的惰性基底材料。然后通过计算构建薄膜织构图模型；择优织构是表面能与应变能之和最小的织构，分别算出不同厚度以及不同温度下对应的表面能与应变能求出能量总和；构建不同薄膜在不同基底上的织构图，根据建模所得织构图，得到预期厚度与温度进行沉积与后续热处理，得到预期的金属织构。

摘要： 本发明公开了微织构自驱动油滴的脂润滑球轴承及其微织构加工方法。现有技术没有对受挤压外溢到滚道两侧的润滑油油滴回流特性进行研究。本发明在内圈和外圈滚道的非接触区划分出液滴驱动区域带，在液滴驱动区域带设置微织构；微织构从滚道的非接触区向接触区方向由疏到密布置；液滴驱动区域带由多个连续的梯度区域组成；每个梯度区域设有一个微织构单元阵列；从非接触区向接触区方向，越靠近接触区的梯度区域，其上的微织构单元阵列的相邻微织构间距越小。本发明让油滴在不同疏密程度微织构影响下实现在特定区域中的自驱动，能够有效地加速轴承中外溢的润滑油油滴引导回流至油液的润滑区域，提高了滚动轴承润滑油的润滑效果和利用率。

摘要： 本发明公开了一种在金属表面同步制备微织构和微织化微坑的方法，属于掩膜电解加工领域。基于带式掩膜电解加工系统，调整主动轮、从动轮和金属圆柱体三者的空间位置，使掩膜带紧密贴合在平面工件上；开启位于掩膜带与平面工件之间的电解液喷嘴，向它们的夹角处喷射电解液；把金属圆柱体、平面工件分别与电解电源负极、正极连接；开启电解电源，利用金属圆柱体上的阵列微凸点与平面工件的间隙小、电流密度大、溶解速度更快的特性，使金属圆柱体先形成与阵列微凸点形状相似的微坑，随着进一步电化学溶解，在平面工件表面同步制备微织构和微织化微坑。本发明可一次性地在平面工件表面加工出微织构和微织化微坑，加工效率更高，工艺成本低，适应性强。

摘要： 本发明涉及刀具加工技术领域，更具体地，涉及一种微织构刀具的制备方法及微织构刀具，包括有以下步骤：S1：将待加工刀具清洗后取出吹干，用飞秒激光器对待加工刀具进行加工；S2：调整飞秒激光器的辅助定位光源，定位待加工刀具的待加工位置，在对待加工刀具进行加工过程中，通过调节待加工刀具的位置，在待加工刀具上加工出微织构阵列结构；S3：将加工好的微织构刀具放入硬质膜镀膜机，在基体表面沉积涂层，制备出带有涂层的微织构刀具；S4：采用压缩气体与润滑剂进行混合气化，形成微米级的液滴，然后喷射到加工区进行润滑。本发明实现微织构涂层刀具的制备，显著提高微织构刀具的切削寿命和切削效果。

摘要： 本发明公开了微织构自驱动油滴的脂润滑球轴承及其微织构加工方法。现有技术没有对受挤压外溢到滚道两侧的润滑油油滴回流特性进行研究。本发明在内圈和外圈滚道的非接触区划分出液滴驱动区域带，在液滴驱动区域带设置微织构；微织构从滚道的非接触区向接触区方向由疏到密布置；液滴驱动区域带由多个连续的梯度区域组成；每个梯度区域设有一个微织构单元阵列；从非接触区向接触区方向，越靠近接触区的梯度区域，其上的微织构单元阵列的相邻微织构间距越小。本发明让油滴在不同疏密程度微织构影响下实现在特定区域中的自驱动，能够有效地加速轴承中外溢的润滑油油滴引导回流至油液的润滑区域，提高了滚动轴承润滑油的润滑效果和利用率。

摘要： 本发明涉及一种微织构的激光加工辅助装置，包括基座、第一滑台和第二滑台；所述第一滑台固定在基座上且可沿着基座的长度方向平移，所述第二滑台固定在第一滑台上且可沿着第一滑台的长度方向平移，所述基座的长度方向和第一滑台的长度方向相垂直；一超声波清洗装置固定设置在第二滑台上，其包括清洗槽和超声波换能器，所述清洗槽的外壁上固定设置有所述超声波换能器，所述超声波换能器与超声波电源电连接。本发明能够使所加工出织构表面形貌质量较好且多样可控，并且在激光加工微织构过程中能够将产生的融化物及时清除，减小热影响区，改善微织构刀具表面质量。

摘要： 本发明公开了一种在金属表面同步制备微织构和微织化微坑的方法，属于掩膜电解加工领域。基于带式掩膜电解加工系统，调整主动轮、从动轮和金属圆柱体三者的空间位置，使掩膜带紧密贴合在平面工件上；开启位于掩膜带与平面工件之间的电解液喷嘴，向它们的夹角处喷射电解液；把金属圆柱体、平面工件分别与电解电源负极、正极连接；开启电解电源，利用金属圆柱体上的阵列微凸点与平面工件的间隙小、电流密度大、溶解速度更快的特性，使金属圆柱体先形成与阵列微凸点形状相似的微坑，随着进一步电化学溶解，在平面工件表面同步制备微织构和微织化微坑。本发明可一次性地在平面工件表面加工出微织构和微织化微坑，加工效率更高，工艺成本低，适应性强。

摘要： 本公开提出了外冷织构车刀部件及纳米流体微量润滑与微织构刀具耦合的车削工艺系统，其中，外冷车刀刀柄及外冷车刀刀片；所述外冷车刀刀柄作为承载装置，其一端设置有外冷车刀刀片，所述外冷车刀刀片与承载该刀片的外冷车刀刀柄的结构之间设置有外冷车刀刀垫；所述外冷车刀刀柄上还设置有外冷车刀压板零件，所述外冷车刀压板零件将所述外冷车刀刀片压紧在所述外冷车刀刀柄上；所述外冷车刀刀片前刀面上加工有织构。本公开外冷车刀结构简单，制造成本低、制造工艺性好。适用于非长时间加工或生产纲领为小批量的生产企业。

摘要： 本发明提出一种在微织构的凹坑中填充具有较好润滑性且具有高强度的石墨烯材料的采煤机导向滑靴，基于石墨烯润滑和微织构减摩抗磨耦合作用下根本上改善采煤机导向滑靴摩擦性能，本发明目的是为了解决解决采煤机导向滑靴易磨损问题；本发明综合利用微织构的优异摩擦学性能，并结合石墨烯新材料的抗磨润滑性提高采煤机导向滑靴的抗摩擦磨损性能，并且提供了填充微织构采煤机导向滑靴的微织构的具体设计方法；本发明成果对于开发耐磨损、长寿命的滑靴具有重要的理论意义和应用价值。

摘要： 本公开提出了外冷织构车刀部件及纳米流体微量润滑与微织构刀具耦合的车削系统，其中，外冷车刀刀柄及外冷车刀刀片；所述外冷车刀刀柄作为承载装置，其一端设置有外冷车刀刀片，所述外冷车刀刀片与承载该刀片的外冷车刀刀柄的结构之间设置有外冷车刀刀垫；所述外冷车刀刀柄上还设置有外冷车刀压板零件，所述外冷车刀压板零件将所述外冷车刀刀片压紧在所述外冷车刀刀柄上；所述外冷车刀刀片前刀面上加工有织构。本公开外冷车刀结构简单，制造成本低、制造工艺性好。适用于非长时间加工或生产纲领为小批量的生产企业。