摘要：传统磁流变阻尼器由于其结构限制,节流通道横截面积与活塞大小及阻尼器其他结构尺寸互相关联,导致其阻尼力及可调阻尼比不能同时兼顾,致使冲击环境中应用的传统磁流变阻尼器结构复杂、尺寸过大。对此,提出一种节流通道旁置的新型双出杆磁流变阻尼器,基于流体力学理论,根据磁流变液的流变特性,详细讨论了磁流变液在节流通道内的流速分布,并基于Herschel-Bulkley模型建立其流速表达式及其力学模型。在流体行为指数等于1时,通过力学模型得到阻尼力计算结果。计算结果与实测结果基本吻合,验证了准静态模型的准确性,为新型阻尼器的设计提供了公式和理论指导。

摘要：等离子熔覆是表面工程热喷涂领域一项有发展前景的技术,具有热输入高、成本低的优势。等离子熔覆工艺研究一般采用经验归纳法确定最佳参数,该过程需要大量实验数据支撑,浪费材料。采用数值模拟优化工艺可以对等离子熔覆中传统观测手段无法监控的现象进行描述,并有效节省实验过程中的材料损耗。近年来,研究者们基于多种不同假定研究了转移电弧稳定、弧根附着、熔池生长及熔覆层堆积过程热分布等的数值模拟,成果斐然,这为进一步优化等离子熔覆枪的枪体设计、工艺参数的确定提供了理论支撑。在目前的国内外研究中,等离子熔覆数值模拟局限于复杂物理场的耦合失真与电磁场模型的编写简化,难以描述转移弧的产生释放过程与基体涂层间的作用机理,这需要进一步探究多物理场耦合、优化数值模拟方法、构建整体熔覆模拟系统。本文总结了等离子熔覆数值模拟的一般过程,分别对等离子熔覆射流特性模拟中能量分布、流场连续、电磁学特性三方面特性的模拟及熔覆层形成过程中熔池及粒子沉积模拟进行归纳,分析了数值模拟研究等离子熔覆工艺所面临的问题并展望其前景,为探索性能更加优良的等离子熔覆工艺提供参考。

摘要：采用超音速等离子喷涂可低成本、高效率制备钛涂层。采用响应曲面法(RSM)中的Box-Behnken(BBD)设计分析了Ar流量、功率、喷涂距离3个因素与超音速等离子射流中钛粒子飞行速度和温度的交互性,利用SEM和显微硬度计研究了钛涂层的微观结构和显微硬度。结果表明:建立的线性模型可靠,喷涂距离对粒子飞行速度和温度影响最大,且随喷涂距离增加粒子飞行速度减小温度增加,而Ar流量和功率对粒子飞行速度和温度的影响与喷涂距离相反。超音速等离子喷涂制备出的钛涂层硬度较低,且呈多孔结构,随粒子飞行速度增加孔隙率降低。

摘要：为解决电弧喷涂铁基非晶涂层氧化严重等问题,采用等离子转移弧丝材喷涂(PTWS)在20NiCrMo基体上制备铁基非晶涂层,通过响应曲面法设计四因素三水平工艺参数优化实验,建立氩气流量、氢气流量、工作电流以及喷涂距离与孔隙率之间的数学模型关系。利用最佳工艺参数制备铁基非晶涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、硬度测试仪(HV-1000A)和电化学工作站(IM6ex)对涂层进行微观形貌、相组织、硬度及极化分析。结果表明:当工作电流不变时,氩气增大、喷涂距离减小或是氩气减小、喷涂距离增大都会导致孔隙率呈下降趋势。在最优工艺参数下,即Q_(Ar)=115 L/min,Q_(H2)=4 L/min,I=300 A,D=150 mm,d=12 mm,V_(wire)=60 mm/s,所获铁基非晶涂层的孔隙率为2.14%,平均硬度为960HV_(0.1),腐蚀电势为-0.4841 V以及腐蚀电流为3.716×10^(-5) A·cm^(-2),表明涂层具有良好的耐腐蚀性能。

摘要：在航空、航天、冶金、电力、石化、矿采等领域,零件高温摩擦磨损特性是影响装备寿命的重要因素,在关重零部件表面设计制备宽温域耐磨自润滑涂层是装备零件强化改性和再制造修复的重要手段。首先阐述了宽温域耐磨自润滑涂层设计中过渡层、基础相、增强相的材料选择依据;其次针对单一固体润滑剂适用温度范围窄的问题,梳理了从低温润滑剂发生氧化反应原位生成高温润滑剂,低温润滑剂与高温润滑剂长时协同作用,添加抑制剂减缓润滑相的损耗退化等三种宽温域耐磨自润滑涂层材料设计方法;而后总结了宽温域耐磨自润滑涂层的制备工艺,分析了不同喷涂工艺的技术特点和涂层制备实例,介绍了宽温域耐磨自润滑涂层在军事装备和工业设备上的典型应用;最后在此基础上对宽温域耐磨自润滑涂层的未来发展方向进行了展望。

摘要：采用超音速等离子转移弧喷涂铝涂层,通过响应曲面法中的Box-Behnken中心组合试验设计了三因素三水平的工艺优化试验,建立了主气流量、工作电流和喷涂距离与涂层孔隙率之间的数学模型。对最优工艺参数条件下制备的铝涂层,利用SEM、XRD对涂层的微观形貌和组织成分进行表征;利用HMV-2000型维氏硬度计和MTS 809万能拉伸试验机对涂层的显微硬度和结合强度进行测试分析。结果表明:随着主气流量增大、工作电流减小或者主气流量减小、工作电流增大,孔隙率均呈减小趋势,得到的最优喷涂工艺为:主气流量:100 L/min,工作电流:200 A,喷涂距离:100 mm,丝与喷嘴的距离:10 mm,送丝速度:6 m/min。通过最优工艺制备的铝涂层,涂层致密,孔隙率为2.3%;涂层与基体的结合强度较高为24.4 MPa,显微硬度为44.5 HV0.1。

摘要：热喷涂技术是通过喷涂粉末或丝材状态的原材料在基体表面得到具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能的涂层,从而达到对基体的保护作用。热喷涂粉末材料范围广泛,包括金属、非金属和陶瓷等,但是其生产成本高,利用率低,而且涂层沉积速率慢,喷涂设备复杂。相比之下,丝材展现出了很大的优势,一方面丝材生产成本低,材料利用率高,涂层沉积速率快;另一方面,粉芯丝材的出现解决了陶瓷材料难以制成丝状以及实心丝材成分难以调控的问题,极大地促进了丝材喷涂工艺的发展。目前,丝材喷涂工艺主要有电弧喷涂、丝材火焰喷涂以及等离子转移弧喷涂,其中电弧喷涂和火焰喷涂工艺成熟,在喷涂粉芯丝材和实心丝材方面得到了广泛的应用,但是制备的涂层氧化严重,孔隙率高;等离子转移弧喷涂作为新的丝材喷涂工艺,制备的涂层氧化程度小,孔隙率低,涂层质量好。通过研究喷涂过程中丝材熔融机理和熔滴特性来改进喷涂工艺和设计新型喷涂技术成为提高涂层质量两种主要途径。本文综述了近年来热喷涂所用丝材的研究进展,以及涂层的耐腐蚀、耐高温和耐磨损性能;介绍了丝材火焰喷涂、电弧喷涂和等离子转移弧喷涂的优缺点;对喷涂过程中实心丝材和粉芯丝材的熔化和雾化行为以及粒子的形成进行了归纳总结,以期为后续研究新型丝材以及优化丝材喷涂工艺提供理论指导。最后展望了热喷涂用丝材和丝材喷涂工艺的发展方向。