电脉冲的热效应对TC11钛合金切削加工性能的影响

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作者 孙富建 李亚洲 +2 位作者 廖君慧 杨志勇 李时春 《宇航材料工艺》 北大核心 2025年第2期104-111,共8页

为了能够研究电脉冲的热效应对钛合金切削加工过程的影响,利用脉冲电流对TC11钛合金进行预热,研究电脉冲的热效应对切削温度、切屑形成、工件表面形貌、工件表面粗糙度等的影响,同时使用Abaqus软件对切削加工过程进行仿真,分析切削过程... 为了能够研究电脉冲的热效应对钛合金切削加工过程的影响,利用脉冲电流对TC11钛合金进行预热,研究电脉冲的热效应对切削温度、切屑形成、工件表面形貌、工件表面粗糙度等的影响,同时使用Abaqus软件对切削加工过程进行仿真,分析切削过程的切削区温度场和应变场,揭示电脉冲的热效应对TC11钛合金切削加工性能的影响。结果表明,随着工件表面温度的逐步升高,TC11钛合金材料的塑性得到了提高,切削过程中的等效塑性应变增大,工件表面形貌变得光洁,表面粗糙度值降低,切屑锯齿化程度减小;当工件表面温度从140℃升至180℃时,工件表面氧化,工件表面硬度提高,其表面形貌变得更加粗糙,切屑的变形系数、分离程度分别减小、增大。电脉冲的热效应作为电致塑性效应的一部分,适当的热效应可以提高工件表面材料的塑性,对TC11钛合金的切削加工性能具有显著有利影响,但过高的温度则会导致工件表面氧化和硬度提升,反而恶化了切削性能。因此,在实际应用中需要合理控制电脉冲的热效应,以达到最佳的切削效果。 展开更多

关键词 TC11钛合金 热效应 工件表面温度 有限元仿真

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改性碳纤维-MoS_(2)复合涂层的高温摩擦学性能研究 被引量：1

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作者 高阳 刘思思 +2 位作者 廖君慧 赵鼎元 刘金刚 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期482-493,共12页

为了改善高温下固体润滑复合涂层的稳定性,选择经过化学改性的纳米碳纤维对MoS_(2)涂料进行性能优化,制备添加不同比例的改性粉末的涂料.通过对粉末进行XPS、红外和形貌分析,表明碳纤维已经改性.借助CFT-I型高速往复摩擦磨损试验机分别... 为了改善高温下固体润滑复合涂层的稳定性,选择经过化学改性的纳米碳纤维对MoS_(2)涂料进行性能优化,制备添加不同比例的改性粉末的涂料.通过对粉末进行XPS、红外和形貌分析,表明碳纤维已经改性.借助CFT-I型高速往复摩擦磨损试验机分别在不同温度条件下进行摩擦试验,利用超景深显微系统对不同条件涂层表面磨损的形貌进行观测,对磨损机理进行分析,探究添加量的最优比例.试验结果表明:在试验温度分别为20、50和100℃时,添加质量分数1.5%CF-GO(氧化石墨烯改性碳纤维)涂料制备的涂层耐磨性能均优于其他的添加比例的涂层.在干摩擦5 N载荷,试验温度为200℃时,添加质量分数1.5%CF-GO的涂层比未改性的涂层的磨痕深度、宽度分别减少66.1%、29.2%,涂层的耐磨性能有了很大的提高,进一步采用扫描电子显微镜(SEM)分析涂层的内部形貌可知,添加质量分数1.5%的CF-GO时,涂层内部形成清晰的网状结构,从而使得该比例下的涂层同时具有抗高温变形、耐磨以及耐热等优异的性能. 展开更多

关键词 改性碳纤维 二硫化钼 复合涂层 高温变形 摩擦学性能

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碳纳米管-碳纤维增强二硫化钨/聚酰胺酰亚胺复合涂层摩擦学性能研究

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作者 赵鼎元 刘思思 +2 位作者 廖君慧 傅兵 刘金刚 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1125-1135,共11页

通过稀土接枝方法将碳纳米管(CNTs)接枝在碳纤维(CF)表面,得到碳纳米管-碳纤维(CNTs-CF)多尺度增强体;以聚酰胺酰亚胺(PAI)为粘结剂,二硫化钨(WS_(2))为固体润滑填料,制备了二硫化钨/聚酰胺酰亚胺(WS_(2)/PAI)复合涂料.在WS_(2)/PAI复... 通过稀土接枝方法将碳纳米管(CNTs)接枝在碳纤维(CF)表面,得到碳纳米管-碳纤维(CNTs-CF)多尺度增强体;以聚酰胺酰亚胺(PAI)为粘结剂,二硫化钨(WS_(2))为固体润滑填料,制备了二硫化钨/聚酰胺酰亚胺(WS_(2)/PAI)复合涂料.在WS_(2)/PAI复合涂料中添加CNTs-CF,涂覆在铝合金样块表面形成碳纳米管-碳纤维增强二硫化钨/聚酰胺酰亚胺(CNTs-CF/WS_(2)/PAI)复合涂层.采用X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman spectra)和扫描电子显微镜(SEM)对CNTs-CF粉末进行表征;采用CFT-Ⅰ型材料表面性能综合测试仪和VH-2000C型超景深三维显微系统测试分析了不同试验条件下CNTs-CF对WS_(2)/PAI复合涂层摩擦学性能的影响.试验表明:在WS_(2)/PAI复合涂层中添加适量CNTs-CF能显著提高涂层材料的结合强度和耐磨性能,并一定程度上改善涂层的润滑效果.当CNTs-CF的质量分数为1.5%时,涂层的耐磨减摩性能最佳,在不同载荷下均表现出较低的摩擦系数和磨损率.CNTs-CF/WS_(2)/PAI复合涂层优异的摩擦学性能主要归因于WS_(2)的润滑作用、稀土Ce的桥接作用和CNTs-CF的增强作用. 展开更多

关键词 碳纳米管 碳纤维 二硫化钨 复合涂层 摩擦学性能

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边界润滑下表面涂层对活塞裙摩擦学性能影响研究

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作者 张源 王静思 +2 位作者 崔启航 廖君慧 李承娣 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期94-103,共10页

为研究边界润滑条件下表面固体润滑涂层对活塞裙摩擦磨损性能的影响,从而为高强化内燃机活塞裙涂层的设计提供支撑,采用自制往复式摩擦磨损试验机,设计活塞裙–气缸套试样级试验,开展38CrMoAl镜面氮化气缸套分别与石墨、二硫化钨涂层活... 为研究边界润滑条件下表面固体润滑涂层对活塞裙摩擦磨损性能的影响,从而为高强化内燃机活塞裙涂层的设计提供支撑,采用自制往复式摩擦磨损试验机,设计活塞裙–气缸套试样级试验,开展38CrMoAl镜面氮化气缸套分别与石墨、二硫化钨涂层活塞裙(铝硅合金基体)的摩擦磨损试验,获得了不同工况条件下两种活塞裙–气缸套配副的摩擦系数和磨损量结果,并分析了磨损表面情况。结果表明:在所有试验工况下,二硫化钨涂层活塞裙磨损量、摩擦系数均小于石墨涂层活塞裙。在15、25、35 MPa三种强化负荷试验条件下,随着负荷升高,摩擦系数和磨损量整体呈现上升趋势;试验温度由120℃升高到150℃时会促进润滑油中二烷基二硫代磷酸锌(zinc dialkyl dithiophosphate,ZDDP)添加剂的分解,摩擦系数和磨损量总体呈下降趋势;在35 MPa条件下,试验温度由150℃升高到180℃时,摩擦系数和磨损量会再次升高,在高温高载作用下,活塞裙基体硅颗粒露出引起的磨粒磨损程度增加。 展开更多

关键词 边界润滑 活塞裙 石墨 二硫化钨 摩擦磨损 二烷基二硫代磷酸锌

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Ti6Al4V表面激光熔覆Ni+TiB_(2)复合涂层的组织特征和力学性能

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作者 廖君慧 孙富建 +1 位作者 刘奕梁 朱千放 《工具技术》 北大核心 2024年第11期17-22,共6页

为了提高Ti6Al4V表面激光熔覆Ni+TiB_(2)复合涂层的耐磨性,研究了粉末配比对涂层组织和力学性能的影响。激光熔覆层主要由TiB,TiB_(2),α-Ti, β-Ti, NiTi合金固溶体和TiO2组成,熔覆层主要由黑色椭圆相、细长针状相和周围的胞晶相组成... 为了提高Ti6Al4V表面激光熔覆Ni+TiB_(2)复合涂层的耐磨性,研究了粉末配比对涂层组织和力学性能的影响。激光熔覆层主要由TiB,TiB_(2),α-Ti, β-Ti, NiTi合金固溶体和TiO2组成,熔覆层主要由黑色椭圆相、细长针状相和周围的胞晶相组成。黑色椭圆相为TiB_(2),针状相为TiB,周围细胞晶相为NiTi。随着TiB_(2)添加量的增加,TiB含量增加,TiB金相颗粒变粗。熔覆层显微硬度最高达到920.8HV1.0,约为Ti6Al4V合金的3倍,显微硬度的升高可以提高熔覆层的耐磨性能。随着载荷的增加,复合涂层的脆性剥落越来越严重,不适合高载荷条件。 展开更多

关键词 激光熔覆 Ni+TiB_(2)复合镀层 TI6AL4V 耐磨性

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表面微织构化石墨涂层对铝合金表面的协同减摩机理研究 被引量：22

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作者 刘思思 刘强 +4 位作者 刘金刚 姜胜强 廖君慧 余锦 何建国 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期29-38,共10页

目的研究微织构和固体润滑涂层对铝合金表面减摩、抗磨性能的协同作用效果,为铝合金内燃机活塞外圆表面的减摩、抗磨设计提供参考。方法采用脉冲Nd:YAG激光器在试件表面加工出具有规则形貌的正方形凹坑阵列,利用热喷涂工艺在微织构化基... 目的研究微织构和固体润滑涂层对铝合金表面减摩、抗磨性能的协同作用效果,为铝合金内燃机活塞外圆表面的减摩、抗磨设计提供参考。方法采用脉冲Nd:YAG激光器在试件表面加工出具有规则形貌的正方形凹坑阵列,利用热喷涂工艺在微织构化基体表面喷覆固体石墨涂层,在乏油条件下,利用HSR-2M型高速往复摩擦磨损试验机进行摩擦磨损实验,采用扫描电子显微镜和超景深显微系统对试样磨损表面进行了分析,研究微织构几何参数、相对滑动速度、涂层特性对摩擦副表面减摩、抗磨作用的协同机理及影响规律。结果在乏油润滑条件下,仅覆盖石墨涂层的摩擦副表面,摩擦系数较光滑表面降低了44%。经微织构修饰的摩擦副表面,其摩擦系数明显小于光滑表面,其中微织构所占面密度为8.2%时摩擦系数最低,相对于光滑表面降低了67.4%。当在微织构和石墨涂层的协同作用下,摩擦系数进一步降低至0.07,且铝合金基底表面未见明显磨损,此外较高的滑动速度有利于摩擦系数的进一步降低。结论微织构和石墨涂层的协同作用下,能有效改善乏油工况下铝合金表面的摩擦学性能,合理的几何参数可以更有效地发挥减摩和抗磨效果。 展开更多

关键词 铝合金 激光微织构 石墨涂层 乏油润滑 协同减摩机理

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碳纤维-MoS_(2)复合涂层的高温摩擦学性能研究 被引量：4

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作者 高阳 刘思思 +2 位作者 廖君慧 刘春荣 刘金刚 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期10-16,共7页

为了改善固体润滑复合涂层在高温条件下的稳定性,添加纳米碳纤维(CF)对MoS_(2)涂料进行性能优化,并在铝合金基体上制备添加不同质量分数CF粉末的涂层;在CFT-Ⅰ型高速往复摩擦磨损试验机上考察涂层在不同温度下的稳定性、耐磨性能,利用... 为了改善固体润滑复合涂层在高温条件下的稳定性,添加纳米碳纤维(CF)对MoS_(2)涂料进行性能优化,并在铝合金基体上制备添加不同质量分数CF粉末的涂层;在CFT-Ⅰ型高速往复摩擦磨损试验机上考察涂层在不同温度下的稳定性、耐磨性能,利用超景深显微系统对涂层表面磨痕形貌进行观测,分析涂层的磨损机制。结果表明:在温度为20~100℃时,温度对涂层整体性能的影响较小,随CF质量分数的增大,涂层摩擦因数先增大后减小,磨痕深度先减小后增大,CF质量分数为1.5%时涂层摩擦因数最大,磨痕深度最小;当温度为200℃时,随CF质量分数的增大,涂层摩擦因数不断增大,磨痕深度大幅增大,且不同CF质量分数对磨痕深度的影响显著。添加CF能够在涂层内部形成网状骨架结构,同时起到稳定涂层结构、传递热量的作用,因而可使涂层表现出较好的耐热性能和耐磨性能;在200℃高温下,CF质量分数为1.5%的涂层的磨损面积和涂层犁皱高度相比未添加CF的涂层分别减少了21.6%和24.6%,表现出较好的抗高温变形性能和耐磨性能。 展开更多

关键词 碳纤维 MoS_(2)涂层 高温 摩擦学性能

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超音速火焰喷涂Ni-CeO_(2)复合涂层的数值模拟及耐磨耐腐蚀性能 被引量：5

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作者 刘思思 杨正航 +2 位作者 武云文 廖君慧 刘金刚 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期180-192,共13页

超音速火焰喷涂因其制备的涂层具有优异性能而被航空航天、石油化工等领域广泛使用,其工艺参数较为复杂且对涂层质量具有重要影响,但对其制备Ni基涂层的工艺参数选择及涂层性能研究相对较少。采用数值模拟的方法对超音速火焰喷涂Ni基涂... 超音速火焰喷涂因其制备的涂层具有优异性能而被航空航天、石油化工等领域广泛使用,其工艺参数较为复杂且对涂层质量具有重要影响,但对其制备Ni基涂层的工艺参数选择及涂层性能研究相对较少。采用数值模拟的方法对超音速火焰喷涂Ni基涂层进行模拟,并对焰流与粒子特性进行分析;利用模拟指导试验,在316L不锈钢基体上成功制备Ni-CeO_(2)复合涂层;对复合涂层组织形貌及耐磨耐腐蚀性能做进一步研究。研究结果表明:当氧气煤油比等于3,注入颗粒粒径在20~80μm时,喷涂工艺最优;在添加CeO_(2)后,复合涂层的耐磨性能耐腐蚀性能均得到提升,且当CeO_(2)含量为1 wt.%时,涂层硬度最大,摩擦因数最低,其摩擦因数相较于基体降低了39.8%,相较于Ni基涂层降低了22.2%,其耐磨性能相较于Ni基涂层提升了62.5%。探究了超音速火焰喷涂工艺参数对喷涂系统状态的影响,分析了添加CeO_(2)在复合涂层中的作用,对超音速火焰喷涂Ni-CeO_(2)复合涂层具有引领与推动作用。 展开更多

关键词 超音速火焰喷涂 复合涂层 CeO_(2) 数值模拟 耐磨性能

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组合型微织构化铝合金表面的摩擦学性能研究 被引量：6

9

作者 唐志成 刘思思 +2 位作者 刘金刚 姜胜强 廖君慧 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期84-91,共8页

为改善铝合金的摩擦学性能,运用有限元方法对单一方形凹坑、条形凹槽、方形凹坑和条形凹槽组合3种不同形貌织构摩擦副间润滑油膜承载能力进行仿真分析,并探究不同织构尺寸对油膜承载能力的影响。仿真结果表明:方形凹坑和条形凹槽组合织... 为改善铝合金的摩擦学性能,运用有限元方法对单一方形凹坑、条形凹槽、方形凹坑和条形凹槽组合3种不同形貌织构摩擦副间润滑油膜承载能力进行仿真分析,并探究不同织构尺寸对油膜承载能力的影响。仿真结果表明:方形凹坑和条形凹槽组合织构润滑油膜承载能力最佳。采用脉冲Nd:YAG激光器在铝合金试件表面加工出具有规则形貌的方形凹坑和条形凹槽组合的织构阵列,借助CFT-I型高速往复摩擦磨损试验机进行摩擦试验,研究织构几何尺寸对摩擦副接触面间摩擦学性能的影响规律,并利用超景深显微系统对试件磨损表面的形貌进行观测。试验结果表明:组合织构化表面的平均摩擦因数与无织构表面相比明显减小,且波动幅度较小;当织构尺寸为80μm时,织构表面的摩擦因数最小,且试验得到的基体表面磨痕深度随织构尺寸的变化规律,与仿真计算得到的润滑油膜升力系数的变化规律相吻合,为微织构参数设计提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 铝合金 组合微织构 激光加工 摩擦学性能

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激光微织构化铝合金表面的摩擦磨损研究 被引量：9

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作者 刘强 刘思思 +3 位作者 刘金刚 唐志成 武云文 廖君慧 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2019年第9期67-72,共6页

采用脉冲Nd∶YAG激光器在铝合金试件表面加工出具有规则形貌的圆形凹坑阵列,借助HSR-2M型高速往复摩擦磨损实验机,在滑动速度为0.15m/s、载荷10N的条件下,考察了乏油条件下圆形凹坑表面微织构的几何参数对“球-面”摩擦副摩擦学性能的影... 采用脉冲Nd∶YAG激光器在铝合金试件表面加工出具有规则形貌的圆形凹坑阵列,借助HSR-2M型高速往复摩擦磨损实验机,在滑动速度为0.15m/s、载荷10N的条件下,考察了乏油条件下圆形凹坑表面微织构的几何参数对“球-面”摩擦副摩擦学性能的影响,分析了激光加工对铝合金表面显微硬度的影响,并采用超景深显微系统对试件及对偶摩擦副表面的磨损特性进行了研究。结果表明,激光加工提高了铝合金基底的显微硬度;在乏油条件下,微织构化铝合金表面的平均摩擦系数与无织构表面相比明显减小,且波动稳定;经磨痕形貌分析可知,微织构化铝合金表面磨损程度减轻,当微凹坑直径为60μm,即面密度为4.91%时,微织构化铝合金表面具有最佳的减摩、抗磨性能。 展开更多

关键词 激光加工 微织构 铝合金 显微硬度 摩擦学性能

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钛合金表面自润滑耐磨复合材料涂层研究进展 被引量：1

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作者 孙富建 刘奕梁 +2 位作者 廖君慧 肖罡 李时春 《工具技术》 北大核心 2022年第12期3-10,共8页

自润滑耐磨复合材料涂层有良好的减磨耐磨性能,在材料的表面改性研究领域中发挥着巨大作用。为了使钛合金在使用寿命上能够获得较大程度的提升,利用激光熔覆技术向钛合金基材表面加入一定固体润滑剂和增强相颗粒,制备出的钛合金自润滑... 自润滑耐磨复合材料涂层有良好的减磨耐磨性能,在材料的表面改性研究领域中发挥着巨大作用。为了使钛合金在使用寿命上能够获得较大程度的提升,利用激光熔覆技术向钛合金基材表面加入一定固体润滑剂和增强相颗粒,制备出的钛合金自润滑耐磨涂层可以显著提高涂层的耐磨性能以及减摩性能。基于国内外研究钛合金复合材料涂层的研究现状,阐述了钛合金表面耐磨复合材料涂层和自润滑涂层的耐磨损强化机理,讨论了自润滑涂层和耐磨涂层的材料选取方式。结果表明,新型固体润滑剂不仅可以降低材料表面的摩擦系数,而且因自身的化学惰性、适应能力强以及对环境污染小等特点,避免了传统润滑剂(润滑油、润滑脂)存在的缺陷;金属基陶瓷复合材料的综合性能更加显著,弥补了单一硬质相颗粒的不足,可作为耐磨涂层的重要组分。最后展望了该涂层未来的发展前景。 展开更多

关键词 润滑剂 钛合金 涂层 耐磨性

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车铣复合切削加工技术及其应用研究进展 被引量：5

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作者 孙富建 罗长庚 +2 位作者 蒋志贤 廖君慧 肖罡 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-17,共17页

综述了车铣复合切削过程中的运动学原理、刀具磨损、切屑形貌、切削力和表面完整性方面的最新研究进展;阐述了车铣复合在航空零部件和轴类零件加工中的应用;展望了车铣复合切削加工的研究方向。

关键词 车铣加工 运动学 表面完整性 刀具磨损 切屑形貌 切削力

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活塞综合椭圆参数方程的研究及应用

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作者 王奕澍 廖君慧 《车用发动机》 北大核心 2010年第5期22-24,31,共4页

根据活塞横截面外形轮廓线的计算及其结构特点,分析了目前常见活塞外圆截面椭圆型线的不足,通过比较椭圆型线中复杂形状的生成特征,运用叠加原理进行分析,最终推导出理想的综合椭圆参数方程,并通过国内数控车床实现了复杂活塞的外圆加工... 根据活塞横截面外形轮廓线的计算及其结构特点,分析了目前常见活塞外圆截面椭圆型线的不足,通过比较椭圆型线中复杂形状的生成特征,运用叠加原理进行分析,最终推导出理想的综合椭圆参数方程,并通过国内数控车床实现了复杂活塞的外圆加工,现已成功应用于多个批量配套的产品上。 展开更多

关键词 活塞 型线 综合椭圆 叠加 参数方程

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自主创新 应把握好“三个度”

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作者 黄为民 《领导科学》 北大核心 2006年第6期14-14,共1页

关键词 自主创新 “创新” 创新过程 传播力 跟风 企业

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