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磨粒几何学建模方法与应用研究进展
1
作者 彭飞 张彦彬 +6 位作者 张汝康 崔歆 徐培明 董兰 张效天 宋学磊 李长河 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第4期427-447,F0003,共22页
磨粒是精密加工领域不可或缺的一部分,对关键零部件的加工至关重要。磨粒的几何学建模是定量描述材料去除过程的关键,对加工过程中的力、热以及表面形貌预测影响显著。然而,现有磨粒建模方法缺乏统一指导,磨粒形状的可控制备仍是亟待解... 磨粒是精密加工领域不可或缺的一部分,对关键零部件的加工至关重要。磨粒的几何学建模是定量描述材料去除过程的关键,对加工过程中的力、热以及表面形貌预测影响显著。然而,现有磨粒建模方法缺乏统一指导,磨粒形状的可控制备仍是亟待解决的难题。本研究基于现有文献分析磨粒几何学建模的研究热点和影响因素,对4种常见磨粒形状的建模方法及其在游离磨料和固结磨料的应用、磨粒形状的可控制备和整形方法进行综述,并从人工智能赋能磨粒几何学建模、磨粒可控制备与整形新技术、磨粒磨损和失效的表征方面对磨粒几何学建模领域的发展进行展望。 展开更多
关键词 磨粒几何学建模 游离磨料 固结磨料 磨粒可控制备 磨粒整形
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涂层微磨具磨削力热特性仿真研究
2
作者 陶林 温雪龙 +1 位作者 李欣妍 奚克波 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第7期141-145,150,共6页
在磨削过程中,产生的磨削力和磨削热对微磨具的加工寿命和加工表面质量有着很大的影响。这里通过建立涂层微磨具单颗磨粒磨削仿真模型,探究不同磨削加工参数对不同涂层厚度的涂层微磨具磨削力与磨削温度的影响规律。对仿真结果进行分析... 在磨削过程中,产生的磨削力和磨削热对微磨具的加工寿命和加工表面质量有着很大的影响。这里通过建立涂层微磨具单颗磨粒磨削仿真模型,探究不同磨削加工参数对不同涂层厚度的涂层微磨具磨削力与磨削温度的影响规律。对仿真结果进行分析得到:磨削深度的扩大令涂层微磨具受到的磨削力也呈增长趋势,同时磨削力随磨削线速度的增大而减小;磨削深度与磨削速度的增大,导致涂层微磨具的磨削温度升高;磨削速度的增大与磨削深度的减小会使磨削力不断减小,工件表面的磨损深度降低;利用涂层微磨具加工时,应根据实际情况合理选择涂层厚度,确保能够获得需要的表面质量。在需要综合考虑磨削力和磨削温度时,应选择较低的磨削深度和磨削速度来进行加工。 展开更多
关键词 涂层微磨具 磨削加工参数 磨削力 磨削热
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正多边形织构化密封端面的摩擦磨损特性研究 被引量：1
3
作者 刘磊 穆塔里夫·阿赫迈德 樊智超 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期27-31,共5页
针对机械密封磨损严重、使用寿命低的问题,以摩擦副密封环为研究对象,通过激光在表面加工正多边形织构,研究了其在干磨条件下的磨损性能,探讨了正五边形织构的耐磨性原因。通过摩擦磨损试验,得到了织构化密封端面的摩擦系数、磨损系数... 针对机械密封磨损严重、使用寿命低的问题,以摩擦副密封环为研究对象,通过激光在表面加工正多边形织构,研究了其在干磨条件下的磨损性能,探讨了正五边形织构的耐磨性原因。通过摩擦磨损试验,得到了织构化密封端面的摩擦系数、磨损系数、磨损量以及磨损形貌图,验证了基于Archard磨损公式的数值模型的正确性,研究了织构形状以及旋转角度对磨损数据的影响。结果表明,正五边形织构试件与无织构试件相比,磨损量减少了44.322%,摩擦系数减少了18.803%;当正五边形织构旋转角度在48°左右时,正五边形织构的磨损量和磨损深度最小;在干磨条件下,不同织构的形状、结构参数对机械密封使用寿命的影响不同,选取合适的织构形状、结构参数有利于提高机械密封的寿命。 展开更多
关键词 机械密封 干磨条件 织构化端面 磨损形貌 摩擦磨损特性
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磨削区域内磨粒分布集成磨削力建模研究
4
作者 付宇 张春芝 +2 位作者 刘海华 马晨祥 孟祥懿 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第2期194-199,共6页
在焊缝磨削过程中,磨削力与磨具磨损程度、磨削精度和表面完整性紧密相连。磨削力受磨粒数量、磨粒粒径以及磨削工艺参数等多元影响。针对磨削过程受力特性,基于Johnson-Cook本构模型,提出单磨粒磨削过程的仿真分析法,研究磨削参数对磨... 在焊缝磨削过程中,磨削力与磨具磨损程度、磨削精度和表面完整性紧密相连。磨削力受磨粒数量、磨粒粒径以及磨削工艺参数等多元影响。针对磨削过程受力特性,基于Johnson-Cook本构模型,提出单磨粒磨削过程的仿真分析法,研究磨削参数对磨削力的影响规律。根据磨粒分布理论将单磨粒在磨削加工区域有效集成,建立磨具法向磨削力的数学模型。磨削试验验证表明,磨削深度为1~5 mm时的平均误差约为9.9%,在磨削深度高于3 mm工况时的平均误差仅为1.9%,为焊缝磨削的稳定性控制提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 磨粒分布理论 有限元仿真 磨削力建模 焊缝磨削 磨削过程
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岔磨车钢轨打磨方案优化设计
5
作者 许玉德 王章 +1 位作者 胡猛 吴琰超 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期1269-1275,共7页
为解决目前高铁道岔钢轨打磨作业过程中存在的依靠经验选择打磨模式的问题,以CMC-16型道岔打磨车为研究对象,建立钢轨廓形和砂轮的参数化表达式,通过数值计算模拟钢轨打磨过程,分析岔磨车常用9种打磨模式的角度分布和作用结果;在此基础... 为解决目前高铁道岔钢轨打磨作业过程中存在的依靠经验选择打磨模式的问题,以CMC-16型道岔打磨车为研究对象,建立钢轨廓形和砂轮的参数化表达式,通过数值计算模拟钢轨打磨过程,分析岔磨车常用9种打磨模式的角度分布和作用结果;在此基础上,以实现理论打磨后钢轨廓形与目标廓形最佳匹配为设计原则,提出一种岔磨车钢轨打磨方案设计的改进方法,并通过现场试验加以验证。结果表明:该方法以打磨车现有模式为基础设计打磨廓形,现场试验中实际打磨后廓形与理论打磨后廓形相比较,最大打磨量差值为0.16 mm,且在-10°~55°的打磨范围内廓形基本重合,打磨效果较好,能够避免打磨模式不可控和过于依靠人为经验的问题;通过该方法设计得到的打磨方案由每一遍作业的打磨模式序号组成,可直接作为打磨车计算机控制单元的输入参数,更为贴合现场实际应用。 展开更多
关键词 高速铁路 钢轨打磨 岔磨车 数值模拟 打磨模式
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多晶金刚石片的机械磨抛工艺
6
作者 李蛟 张晓秋 +2 位作者 王紫光 张昕 张瑜 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第1期86-92,共7页
使用游离磨料进行机械研磨是金刚石平坦化的主流加工手段之一。针对多晶金刚石的材料特性,开展变参数的游离磨料机械研磨实验。通过改变磨料粒度、研磨压力、研磨液浓度,研究其对多晶金刚石片机械研磨的材料去除率和表面粗糙度的影响规... 使用游离磨料进行机械研磨是金刚石平坦化的主流加工手段之一。针对多晶金刚石的材料特性,开展变参数的游离磨料机械研磨实验。通过改变磨料粒度、研磨压力、研磨液浓度,研究其对多晶金刚石片机械研磨的材料去除率和表面粗糙度的影响规律。结果表明:材料去除率随磨料粒度和研磨压力的增大而增大,随研磨液浓度的增大先增大后趋于稳定,其中磨料粒度是对去除率影响最显著的因素;而表面粗糙度随磨料粒度的减小而降低,随研磨压力和研磨液浓度的增大呈现先降低后升高的变化趋势,其中磨料粒度对多晶金刚石加工表面质量的影响最为显著。据此可以确定最适合加工多晶金刚石的工艺参数为研磨压力0.3 MPa、磨粒粒度W10(7.5~10μm)、研磨液浓度4%,此条件下加工的多晶金刚石片表面粗糙度最优,R_(a)约为96 nm,材料去除率为7.097μm/h。 展开更多
关键词 金刚石 研磨液 机械研磨 研磨压力 磨粒
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金刚石刀头磨削铁矿石电耗的影响因素
7
作者 丁彩志 庄世勇 +3 位作者 宋磊博 邓勇 王寰宇 顾路 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第1期75-85,共11页
金刚石刀头磨削铁矿石的电耗是磨采机作业的核心指标,通过搭建实验台并采用2种金刚石圆锯片和2种磨轮对2种铁矿石样本进行磨削实验,得到不同刀头及磨削线速度、磨削厚度、磨削宽度、磨削移动速率等参数下的电耗实验数据,据此计算及分析... 金刚石刀头磨削铁矿石的电耗是磨采机作业的核心指标,通过搭建实验台并采用2种金刚石圆锯片和2种磨轮对2种铁矿石样本进行磨削实验,得到不同刀头及磨削线速度、磨削厚度、磨削宽度、磨削移动速率等参数下的电耗实验数据,据此计算及分析磨削效率和电耗间的关系。结果表明:矿石1的磁性铁区、矿石2的石英区和磁性铁区额定电机电耗平均值分别为50.41、36.05和15.17(kW·h)/t,且添加铁片的锋利型刀头可有效降低铁矿石的磨削电耗;在一定范围内增加磨削宽度和金刚石磨轮直径,可提高磨削效率并降低电耗,且矿石的岩石特性对磨削电耗影响较大。此外,合适的金刚石刀头磨削方向有利于矿浆收集,并最大化地切向推压对切削力的增益效果。单次磨削移动距离Δs与磨削效率密切相关,且与金刚石切入深度Δh直接相关。在M1~M66个实验方案中Δs值范围分别为6.01~14.35、3.23~9.96、4.14~15.04、26.44~32.09、1.62~5.37和2.02~5.64μm时调整Δs值,能够有效降低磨削电耗;且当M1~M6的Δs值分别为14.35、6.65、15.04、32.09、5.37和3.22μm时,磨削电耗最低。但要确定最适用的Δs值,需综合考虑金刚石工具的尺寸结构、刀头性能、矿石的岩石特性、作业参数、刀头受力情况等因素,以找到其适应不同情况的合理取值范围。 展开更多
关键词 磨采机 金刚石锯片 金刚石磨轮 磨削效率 磨削电耗
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基于离散元法的半自磨机衬板提升条参数优化研究
8
作者 方鑫 刘瑜 +4 位作者 李茂林 黄礼龙 罗聪 李良伟 吴彩斌 《矿冶工程》 北大核心 2025年第2期69-75,共7页
采用离散元法对秘鲁拉斯邦巴斯选矿厂Φ12.2 m×6.7 m半自磨机衬板提升条参数进行优化。基于响应曲面分析,构建二次回归模型,研究各因子对碰撞总能量和能量离散程度的影响。结果表明:提升条高度对颗粒运动行为具有显著影响,它通过... 采用离散元法对秘鲁拉斯邦巴斯选矿厂Φ12.2 m×6.7 m半自磨机衬板提升条参数进行优化。基于响应曲面分析,构建二次回归模型,研究各因子对碰撞总能量和能量离散程度的影响。结果表明:提升条高度对颗粒运动行为具有显著影响,它通过改变颗粒抛落高度、抛出范围和运动轨迹,进而影响磨矿过程中碰撞能量的形成;提升条面角和宽度通过调整颗粒在抛落区域和研磨区域的运行位置进而影响碰撞能量的分布。综合考量,确定适宜的衬板提升条参数为:高度380 mm、宽度100 mm、面角30°。 展开更多
关键词 磨机 衬板 磨矿 半自磨 离散元法 响应曲面 提升条 结构优化
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高压辊磨机与塔磨机适宜衔接粒度试验研究
9
作者 潘震宇 李丽匣 +4 位作者 李柱国 李楠 王嘉琦 王猛 魏波 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期73-77,共5页
为了融合高压辊磨机“层压粉碎”和塔磨机“局部层压研磨”的优势,以某磁铁矿石辊压产品的弱磁选精矿塔磨工艺为研究对象,以高压辊磨机与塔磨机的总比能耗为判据,以高压辊磨机与塔磨机直连工艺的衔接粒度为支点,开展了系统的试验研究。... 为了融合高压辊磨机“层压粉碎”和塔磨机“局部层压研磨”的优势,以某磁铁矿石辊压产品的弱磁选精矿塔磨工艺为研究对象,以高压辊磨机与塔磨机的总比能耗为判据,以高压辊磨机与塔磨机直连工艺的衔接粒度为支点,开展了系统的试验研究。结果表明,在高压辊磨机给矿粒度为-12 mm、投影压力为4.5 MPa时,-3、-1 mm闭路辊压产品弱磁选抛尾产率分别为46.99%、41.94%;采用塔磨机将-3、-1 mm弱磁选精矿磨矿至-0.074 mm占60%情况下,HPGR+TM比能耗分别为5.20 kWh/t和4.39 kWh/t,衔接粒度为-1 mm比衔接粒度为-3 mm总比能耗下降15.58%,因此,该磁铁矿石适宜的HPGR+TM衔接粒度为-1 mm;将HPGR+TM碎磨流程与一段球磨机流程进行对比,在HPGR+TM流程衔接粒度为-1 mm时,比能耗降幅可达55.07%。 展开更多
关键词 高压辊磨机 塔磨机 磁铁矿 碎磨效率
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复杂曲面机器人磨抛技术研究现状与趋势展望综述 被引量：4
10
作者 张伟 余新阳 张伟中 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第7期1240-1250,共11页
在航空、能源、交通、军工等国家战略领域中,针对复杂曲面零件的自动化、高质量和高效率磨抛需求,对近年来国内外工业机器人磨抛加工关键技术及集成系统的研究和应用进展进行了综述。首先,从复杂曲面机器人磨抛机理及工艺优化、磨抛运... 在航空、能源、交通、军工等国家战略领域中,针对复杂曲面零件的自动化、高质量和高效率磨抛需求,对近年来国内外工业机器人磨抛加工关键技术及集成系统的研究和应用进展进行了综述。首先,从复杂曲面机器人磨抛机理及工艺优化、磨抛运动轨迹规划、磨削力控制等方面总结了复杂曲面机器人磨抛技术的研究成果;然后,介绍了国内外机器人磨抛集成系统应用现状;最后,分析了复杂曲面机器人磨抛技术的主要问题以及发展趋势,为该技术的发展提供了重要的指导和方向。研究结果表明:当前该技术存在的主要问题包括磨抛机理不够清晰,数学模型不够准确,复杂曲面机器人磨抛轨迹规划效率不高,磨抛力的控制仍不够精准等;另外,磨抛工艺参数优化、机器人力位混合控制、机器人高精度标定与误差补偿、基于数字孪生的机器人磨抛在线监控、机器人磨抛细分应用场景等方面的研究和实践将极大地推动机器人磨抛技术的发展和应用。 展开更多
关键词 发展趋势 抛磨机器人 复杂曲面零件 磨抛工艺参数优化 磨抛在线监控 高精度标定与误差补偿 磨削力控制 磨抛运动轨迹规划
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6H-SiC纳米磨削机理的分子动力学研究
11
作者 耿瑞文 周星辰 +5 位作者 田助新 谢启明 李立军 吴海华 双佳俊 杨志豇 《材料导报》 北大核心 2025年第10期46-53,共8页
6H-SiC作为先进半导体材料的代表,具有出色的物理性能和化学稳定性,在光电子、航空航天等高新技术产业中起着关键作用。高硬度和低断裂韧性的物理特性使6H-SiC在超精密加工过程中充满挑战。因此,本工作采用分子动力学模拟的方法,探究了6... 6H-SiC作为先进半导体材料的代表,具有出色的物理性能和化学稳定性,在光电子、航空航天等高新技术产业中起着关键作用。高硬度和低断裂韧性的物理特性使6H-SiC在超精密加工过程中充满挑战。因此,本工作采用分子动力学模拟的方法,探究了6H-SiC在不同磨粒形状(球形、圆台形、四棱台形)下的纳米磨削行为,并深入分析了磨削深度对纳米磨削特征的影响。结果表明:四棱台形磨粒在材料去除效率方面表现最佳,但伴随着最大的亚表面损伤;在较深的磨削条件下球形磨粒的材料去除率超过了圆台形磨粒,并且亚表面损伤小。此外,随着磨削深度的增加,材料去除机制发生转变,磨削力和磨削温度也有所增加,同时磨粒形状对磨削质量的影响也更加显著。研究结果为6H-SiC等硬脆性材料工艺参数优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 6H-SIC 分子动力学 纳米磨削 磨削深度 磨粒形状 亚表面损伤
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固结与游离磨粒协同作用硬脆材料磨抛加工机理
12
作者 罗晨阳 郭磊 +2 位作者 曹雏清 曹蕾蕾 施鹏飞 《中国机械工程》 北大核心 2025年第6期1159-1169,1177,共12页
为了揭示硬脆材料弹性磨抛加工过程中固结与游离磨粒协同作用下的材料去除机理,设计了一种硅胶基体金刚石砂纸磨抛工具,通过配备不同浓度金刚石抛光浆料进行磨抛加工。研究了弹性工具-工件间的接触应力场、速度场分布以及磨粒-工件间的... 为了揭示硬脆材料弹性磨抛加工过程中固结与游离磨粒协同作用下的材料去除机理,设计了一种硅胶基体金刚石砂纸磨抛工具,通过配备不同浓度金刚石抛光浆料进行磨抛加工。研究了弹性工具-工件间的接触应力场、速度场分布以及磨粒-工件间的接触力学,建立了硬脆材料弹性磨抛加工过程中的材料去除模型。以SiC工件为加工对象,以磨抛压力、磨具转速、磨料浓度等工艺参数为影响因素完成单点磨抛加工验证实验,对磨抛加工表面材料去除轮廓进行表征。实验结果表明,建立的材料去除模型与实际材料去除深度的误差范围为4.68%~8.22%,材料去除深度与磨抛压力、磨具转速和磨料浓度成正相关,所建模型能够较好地预测弹性磨抛加工材料去除行为。 展开更多
关键词 硬脆材料 材料去除机理 弹性磨抛工具 固结磨粒 游离磨粒
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典型钢轨波磨病害下高速轮轨瞬态滚动接触及磨损行为分析
13
作者 丁旺才 马帅 +3 位作者 靳忠渊 李得洋 吴少培 李国芳 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期67-79,共13页
以典型钢轨波磨病害为研究对象,构建了考虑轨下结构及轮轨弹塑性接触的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用基于有限元模型的三维磨损分布计算方法,研究了匀速和牵引状态下轮轨接触特性及钢轨磨损行为的差异,以及牵引状态下不同病害参... 以典型钢轨波磨病害为研究对象,构建了考虑轨下结构及轮轨弹塑性接触的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用基于有限元模型的三维磨损分布计算方法,研究了匀速和牵引状态下轮轨接触特性及钢轨磨损行为的差异,以及牵引状态下不同病害参数钢轨波磨对轮轨接触特性及磨损的影响规律。结果表明,牵引状态下轮轨纵向力受固有刚度不平顺影响更显著,波磨对相对滑移的影响与纵向力有关,且需在固有刚度不平顺影响基础上叠加,叠加效果与波磨波长和谷深有关。在波磨谷深限值内,当波磨波长较短或谷深较大时,纵向力会出现与波磨几何相似的振型,导致相对滑移分布与波磨几何相关,接触压力变化进一步影响磨损深度,使波峰附近磨损增加,波谷附近磨损减少,波磨进一步发展。由于磨损增量相位与波磨几何相位差较小,钢轨波磨有减缓趋势,波磨在较大波长及谷深下减缓较快。研究结论以期为高速轮轨波磨区段钢轨维护策略提供理论参考。 展开更多
关键词 高速铁路 钢轨波磨 瞬态动力学 有限元分析 磨损分析 轮轨接触特性
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磁流变液环境下密封副非线性磨损行为研究
14
作者 李姗姗 孙兴伟 +1 位作者 杨恒 乔赫廷 《中国机械工程》 北大核心 2025年第9期1968-1979,共12页
为研究磁流变液摩擦动力学行为对密封副磨损机理的影响,建立表面粗糙度与铁粉耦合效应下的动态密封磨损模型,利用ANSYS对其进行微观接触力学仿真分析,并通过自制往复式动态密封磨损试验装置测试不同表面粗糙度活塞杆样本在两种介质下的... 为研究磁流变液摩擦动力学行为对密封副磨损机理的影响,建立表面粗糙度与铁粉耦合效应下的动态密封磨损模型,利用ANSYS对其进行微观接触力学仿真分析,并通过自制往复式动态密封磨损试验装置测试不同表面粗糙度活塞杆样本在两种介质下的摩擦磨损性能。结果表明,粗糙纹理与铁粉瞬时接触不仅能够缓解O形圈在微凸体交变剪切作用下表面出现的疲劳裂纹,还有助于削弱铁粉对活塞杆产生的微切割效应,使密封副在磁流变液工况下展现出良好的摩擦学性能;铁粉介于抛光样本与O形圈之间长期承受微观纹理施加的横向剪切力及纵向挤压力,迫使大量铁粉嵌入O形圈内部,并在往复运动的活塞杆表面产生明显的犁沟式磨痕,导致系统因两体磨粒磨损而过早引发密封失效。 展开更多
关键词 磁流变液 表面粗糙度 磨损特性 摩擦动力学行为 磨粒磨损
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基于复合磨蚀试验平台的TBM滚刀磨损影响因素研究
15
作者 刘征 尤晓波 +2 位作者 魏民 张康健 张志强 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第5期124-132,169,共10页
隧道掘进机是一种广泛用于隧道掘进开挖的工程机械。盘型滚刀作为掘进过程中直接接触并切割岩石的关键部件,其磨耗程度将显著影响隧道掘进机的工作效率和安全性。为探究正常磨损机制下的滚刀磨损特性及关键施工参数对滚刀磨损量的影响规... 隧道掘进机是一种广泛用于隧道掘进开挖的工程机械。盘型滚刀作为掘进过程中直接接触并切割岩石的关键部件,其磨耗程度将显著影响隧道掘进机的工作效率和安全性。为探究正常磨损机制下的滚刀磨损特性及关键施工参数对滚刀磨损量的影响规律,根据盘型滚刀实际几何尺寸制作了比例1∶10的小滚刀模型,采用SP3-I滚刀复合磨蚀实验台开展不同试验参数(贯入速度、滚压速度、刀刃宽度、岩样)的小尺寸滚刀磨损实验,分析各试验参数对滚刀磨损量的影响规律。在此基础上,应用ATA-IGG I岩石磨蚀伺服实验仪,进行不同岩样的Cerchar磨蚀指数(Cerchar Abrasivity Index)试验。结果表明:(1)滚刀磨损量随贯入速度增加而线性增加,过高的贯入速度易使滚刀发生卷边,导致磨损量剧增;(2)增大滚压速度可有效减少滚刀磨损量,但在实际工程应用中,应将滚压速度控制在合理区间,以减少对围岩的扰动并保证掘进效率;(3)采用宽刃滚刀和窄刃滚刀交替布置可充分发挥不同刃宽滚刀的侧向和径向裂缝拓展能力,提高掘进效率;(4)基于岩石值和滚刀千米磨损量提出一种滚刀磨损预测方法,可实现滚刀磨损状态的评估。研究成果可对TBM掘进过程中盘型滚刀优化设计和磨损状态的实时评估提供一定指导。 展开更多
关键词 TBM滚刀 复合磨蚀试验 Cerchar磨蚀指数 滚刀磨损预测 相似比模型
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电镀Ni-Co-P合金及其镀层的耐磨耐蚀性能研究
16
作者 陶燕 孙皓 郑成博 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第5期39-44,共6页
针对电镀过程中,电解液流动不畅或沉淀导致镀层中的微粒分散效果不佳的问题,研究了电镀Ni-Co-P合金及其镀层的耐磨、耐蚀性能。试验采用硫酸镍、硫酸钴、次亚磷酸钠等原料,在pH值为4.5、温度为60℃的条件下,分别电镀30、40和50 min,并加... 针对电镀过程中,电解液流动不畅或沉淀导致镀层中的微粒分散效果不佳的问题,研究了电镀Ni-Co-P合金及其镀层的耐磨、耐蚀性能。试验采用硫酸镍、硫酸钴、次亚磷酸钠等原料,在pH值为4.5、温度为60℃的条件下,分别电镀30、40和50 min,并加入30 g/L硼酸,以改善镀液的流动性和微粒的分散性。制备出了三种电镀时长不同、稳定且均匀的试样,并进行不同测试,评估其力学性能及耐热腐蚀性。结果显示,电镀50 min制备的Ni-Co-P镀层不仅力学性能优异,且耐热腐蚀性良好,是制备高质量镀层的优选电镀时长。 展开更多
关键词 电镀Ni-Co-P镀层 耐磨性能 弹性模量 高温腐蚀 磨痕宽度
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磨矿介质对磁铁矿磨矿产品粒度分布的影响
17
作者 谢峰 姚鑫 +4 位作者 李保健 高义军 刘文胜 张小普 吴彩斌 《有色金属科学与工程》 北大核心 2025年第4期623-631,共9页
为探究磨矿介质对磨矿产品粒度分布的影响规律,以磁铁矿二段磨机给矿为研究对象,以钢锻、钢球及瓷球分别作为磨矿介质,进行分批次磨矿试验,对磨矿产品进行磨矿动力学、零阶产出特征和粒度特性方程分析。通过对一阶磨矿动力学分析得出:... 为探究磨矿介质对磨矿产品粒度分布的影响规律,以磁铁矿二段磨机给矿为研究对象,以钢锻、钢球及瓷球分别作为磨矿介质,进行分批次磨矿试验,对磨矿产品进行磨矿动力学、零阶产出特征和粒度特性方程分析。通过对一阶磨矿动力学分析得出:瓷球磨矿时,粗粒级(d >0.075 mm)被磨物料的破碎速率低于钢锻和钢球的;细粒级零阶产出特征结果表明,瓷球磨矿过程中过磨粒级(d<0.023 mm)的生成速率远小于钢球和钢锻的;粒度特性方程结果表明,瓷球磨矿粗粒级筛上累积产率的减小速率接近于钢锻、钢球的,而细粒级的生成速率明显低于钢锻、钢球的。粒度特性方程(结合了磨矿动力学和零阶产出特征的主要结论)说明瓷球磨矿能够在将矿物磨细的同时,减少细粒级的产出率,从而减轻过磨程度,改善被磨物料的粒度分布。 展开更多
关键词 磨矿介质 粒度分布 磨矿动力学 粒度特性方程 零阶产出特征 过磨程度
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SLM增材制造弯管磨粒流抛光防过磨创新结构设计与试验研究
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作者 王坤 李方祺 +2 位作者 吕伊凡 朱伟光 张松泽 《表面技术》 北大核心 2025年第6期162-172,共11页
目的 针对磨粒流抛光直角弯处因磨料惯性力梯度变化导致肘部流道外侧过磨问题,提出一种带有创新保护结构的弯管设计方法。方法 以不均匀增厚、条状凸起和半球凸起结构弯管为实验对象,通过数值模拟和磨粒流实验相结合的方法,研究3种创新... 目的 针对磨粒流抛光直角弯处因磨料惯性力梯度变化导致肘部流道外侧过磨问题,提出一种带有创新保护结构的弯管设计方法。方法 以不均匀增厚、条状凸起和半球凸起结构弯管为实验对象,通过数值模拟和磨粒流实验相结合的方法,研究3种创新结构设计弯管内表面在磨粒流光整工艺加工下各样点压力与流道形状对弯管肘部材料去除量的影响。结果 仿真和实验结果揭示了各结构弯管的压力变化趋势,以及去除量的分布特征。在10 MPa的加工压力和100次的循环加工次数下,不均匀增厚弯管在入口倒角处存在压力增大突变,所以在倒角处、弯管段去除量最大,比普通弯管增加了20.7%。2种凸起结构在弯管段外侧压力随凸起结构的阻滞作用加剧而突变增大,随形磨削导致外侧凸起结构处去除量变化波动加剧,相比普通弯管分别增加了67.2%和47.5%,内侧去除量相比普通弯管也显著提升,分别提升172%和151%。结论 不均匀增厚弯管可以显著减少肘部过磨,保持内壁表面连续均匀的梯度变化,而凸起结构导致去除量波动,虽然可以减少过磨但难以控制稳定的表面粗糙度,所以不均匀增厚弯管结构对肘部流道外侧过磨问题具有较好的工程应用价值。 展开更多
关键词 增材制造 磨粒流加工 弯管过磨 弯管结构设计 数值模拟 试验分析
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碳化硅陶瓷的磨削损伤特性
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作者 叶卉 谢家富 倪安杰 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第2期176-188,共13页
为探究碳化硅陶瓷的磨削损伤特性,通过单颗粒划擦实验和磨削实验,结合有限元仿真,明确碳化硅陶瓷塑脆性去除转变的临界应力值以及磨削参数对材料损伤的影响。单颗粒划擦实验表明,实验中使用的碳化硅陶瓷的断裂强度约为344 MPa。实验与... 为探究碳化硅陶瓷的磨削损伤特性,通过单颗粒划擦实验和磨削实验,结合有限元仿真,明确碳化硅陶瓷塑脆性去除转变的临界应力值以及磨削参数对材料损伤的影响。单颗粒划擦实验表明,实验中使用的碳化硅陶瓷的断裂强度约为344 MPa。实验与仿真结果都表明:不同载荷下的材料微观结构作用不同,当接触应力小于材料晶界的临界断裂强度时,晶界结构起到黏性作用,消耗应力以抑制裂纹拓展;随着载荷进一步增加,虽未达到材料断裂极限,但材料表面依旧会存在由晶界、石墨相以及气孔等结构破坏而产生的裂纹和坑洞;当接触应力大于材料晶界的临界断裂强度时,其微观结构对裂纹增长起到促进作用,使得碳化硅陶瓷损伤区域进一步扩大。磨削实验表明:优化磨削工艺参数可获得最小的磨粒未变形磨屑厚度和磨削力,从而最小化材料表面损伤比例和亚表面损伤深度,分别为0.396%和4.768μm,相较于最差参数,其损伤值仅为各自对应值的16.01%和13.22%;材料磨削损伤进程与单颗磨粒划擦损伤进程类似,依次经历塑性去除、塑脆性去除和脆性去除3个阶段,且磨削力、磨粒未变形最大磨屑厚度变化与材料损伤变化趋势相同,即随着进给速度和磨削深度的增加而增大,随着砂轮转速的提高而减小。同时,陶瓷材料的内部结构降低了材料损伤产生阈值,是导致其容易产生加工损伤的重要原因。 展开更多
关键词 碳化硅陶瓷 磨削加工 磨粒未变形最大磨屑厚度 表面/亚表面损伤
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Zr-2.5Nb-HXLPE配副的髋关节磨损测试及磨屑特征分析
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作者 熊芹 张亚丽 +3 位作者 史文 刘瑞娟 杨抒 靳忠民 《润滑与密封》 北大核心 2025年第1期50-60,共11页
传统人工髋关节为钴铬钼-超高分子量聚乙烯配副,其聚乙烯磨屑导致的无菌性松动是假体失效的重要原因。氧化锆铌合金(Zr-2.5Nb)综合了金属和陶瓷的优点,作为新型人工髋关节假体材料能有效减少聚乙烯的磨损,从而延长人工关节假体的使用寿... 传统人工髋关节为钴铬钼-超高分子量聚乙烯配副,其聚乙烯磨屑导致的无菌性松动是假体失效的重要原因。氧化锆铌合金(Zr-2.5Nb)综合了金属和陶瓷的优点,作为新型人工髋关节假体材料能有效减少聚乙烯的磨损,从而延长人工关节假体的使用寿命。为揭示新型人工髋关节假体材料Zr-2.5Nb的磨损机制,针对氧化锆铌合金-高交联聚乙烯配副(Zr-2.5Nb-HXLPE),在髋关节模拟机上进行500万次的磨损循环测试,利用酶化法分离提取得到不同磨损周期下润滑液中的HXLPE磨屑,并进行磨屑特征分析。磨损测试结果表明,HXLPE内衬的体积磨损率为(8.21±4.34)mm^(3)/million cycles,HXLPE内衬的磨损形貌多为抛光和点蚀,并伴有多方向的划痕和犁沟。磨屑分析结果表明,磨屑数量基本在10^(10)量级;磨屑尺寸均为微纳米级别,主要集中在0~0.4μm范围内,小部分在0.4~1.0μm内,极少磨屑尺寸大于1.0μm;磨屑形状以圆状和椭圆状居多,纤维状磨屑较少。Zr-2.5Nb-HXLPE配副的磨损机制主要为黏着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损,其中黏着磨损占主导地位。 展开更多
关键词 锆铌合金 高交联聚乙烯 磨损测试 磨屑分离 磨屑特征
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