陶瓷/硬质合金/陶瓷夹层复合片应力分析模型

推导了由于热膨胀系数不同，在热压烧结陶瓷／硬质合金夹层复合片内引起的残余应力计算公式；分析了夹层复合片产生热裂纹的原因及影响因素，所得结论对研制陶瓷／硬质合金夹层复合刀片有一定的指导作用。     

凹凸棒石改性甘蔗渣/麦秸木质陶瓷制备与性能

为资源化利用甘蔗渣和麦秸等废弃物,以甘蔗渣、麦秸以及凹凸棒石为原料,以酚醛树脂为黏结剂,采用混合后热压再烧结的工艺制备凹凸棒石改性甘蔗渣/麦秸木质陶瓷,试验制备出了各温度点下的木质陶瓷材料并对其真密度、体积密度、显气孔率、抗弯强度、电阻率等性能进行了测试,对该材料的性能、形成机理及规律进行了分析,初步揭示了原料选择、原料配比、温度等参数对制备过程及材料性能的影响。试验结果证明了通过该工艺用甘蔗渣（麦秸）和凹凸棒石制备木质陶瓷的可行性,同时也表明烧结温度对材料性能影响很大,坯体在700～800℃保护气氛下煅烧可提高传统木质陶瓷的强度而不影响木质陶瓷导电性。试验为甘蔗渣（麦秸）等植物残渣以及凹凸棒石的利用提供了新的途径。     

TiB2基复合陶瓷材料的烧结性能研究

用热压烧结法制备了新型TiB2基复合陶瓷材料,研究了烧结温度和烧结时间对TiB2基复合陶瓷材料致密化的影响。研究发现在1470-1530℃的烧结温度范围内,烧结温度对BT30和BT30A10的致密度影响较大,在1530-1590℃范围内,烧结温度对BA30的致密度影响显著。随保温时间的延长,BT30、BA30和BT30A10的相对密度均有大幅度提高,但是当烧结时间分别超过60min和30min后,BT30和BA30的致密度变化不大。     

微孔陶瓷灌水器流量影响因素研究

制备了3种孔径相同但开口孔隙率不同的粘土基微孔陶瓷,将3种微孔陶瓷加工成圆片并分别组装成灌水器,以灌水器的水力性能研究为基础,详细讨论了灌溉系统的水头以及微孔陶瓷片厚度和开口孔隙率对灌水器流量的影响。结果表明,微孔陶瓷灌水器的流量与灌溉系统的水头呈正比;微孔陶瓷片的厚度和开口孔隙率对灌水器的流量均有影响,其中开口孔隙率的影响最大,厚度的影响次之;由于微孔陶瓷的渗透系数与开口孔隙率满足幂函数关系,故随着微孔陶瓷开口孔隙率的增大,灌水器的流量呈幂函数快速增大;随着微孔陶瓷片厚度的增加,灌水器的流量缓慢降低。     

烧结温度对氧化硅微孔陶瓷灌水器性能的影响

烧结温度是制备微孔陶瓷灌水器的关键控制因素。研究以石英砂主要原料,制备了一种渗灌用氧化硅微孔陶瓷灌水器,分析烧结温度对微孔陶瓷灌水器结构及水力性能的影响。结果表明:氧化硅微孔陶瓷的主要成分为SiO_2和CaAl_2Si_2O_8,其主要物质成分不随烧结温度发生变化;随烧结温度的增大,微孔陶瓷密度和开口孔隙率均有减小,且孔隙的均匀性降低,孔径分布范围增大;灌水器具有稳定的渗流效果和较好的压力~流量关系,且随烧结温度的提高,渗流系数增大。     

粘土基微孔陶瓷渗灌灌水器制备与性能优化

提出了一种渗灌用粘土基微孔陶瓷的低成本制备工艺,通过对比不同制备工艺对粘土基微孔陶瓷的抗弯强度、线收缩率和开口孔隙率的影响规律,筛选出综合具有较高抗弯强度、较小线收缩率和较高开口孔隙率微孔陶瓷的最佳制备工艺。研究表明:烧结温度及炉渣的掺量和粒径对粘土基微孔陶瓷的物相成分、抗弯强度、线收缩率、开口孔隙率和微观结构有较大影响。其中,烧结温度为1 075℃,炉渣掺量质量分数为10%~30%的粗颗粒粘土基微孔陶瓷具有9.0~11.0 MPa的抗弯强度、3.8%~4.7%的线收缩率和36.8%~44.8%的开口孔隙率,是制备渗灌灌水器的理想材料。     

梯度复合片的组织与耐热性

应用粉末层铺法制备了梯度聚晶金刚石复合片材料，并通过SEM、XRD、EDS、显微硬度、TG等方法对材料进行了组织与性能分析。结果表明，以钴作粘结剂的聚晶金刚石层中金刚石相实现了D—D结合，通过梯度过渡层与硬质合金基体结合既保证了聚晶金刚石的硬度，又改善了界面的结合状况，并且有良好的耐热性，从而提高了聚晶金刚石复合片的性能和使用寿命。     

生活中的“纳米”(下)

给传统产业带来革命 其实，纳米技术不光改变着或即将改变我们的生活，而且还将使我国的传统产业焕发生机。 陶瓷是我国一个古老的行业，近年来国际陶瓷市场一片兴旺，仅建筑陶瓷一年贸易额就达５０亿美元，但我国陶瓷行业因为技术含量低而在市场上受到冷遇。专家认为，把纳米技术应用到陶瓷工艺中去，生产纳米复合或纳米改性的高科技陶瓷，将会有巨大的市场前景，为我国陶瓷业的复苏带来新的机遇。实际上，纳米陶瓷已经在我国面世，纳米陶瓷的烧结温度比常规陶瓷降低了４００℃。在德国，制成的纳米陶瓷断裂韧性提高了 ２５％。在不太长远…     

无机盐/石英基复合相变储能材料多孔陶瓷基体的制备

近年来,随着科技的不断发展,陶瓷材料在我国社会各行业的发展中被广泛使用,在一些顶尖的行业中,陶瓷材料也有着广泛的应用。科技行业对陶瓷材料的高标准要求,也在一定程度上促进我国陶瓷行业的不断发展。本文则是阐述有关无机盐/石英基复合相变储能材料、多孔陶瓷基体的相关制备,并得出强度以及孔径分布的综合性较好的多孔陶瓷的工艺以及优化配方,为相关的多孔陶瓷基体的制备提供经验。     

海苔片热压粘合工艺参数试验优化

针对现有夹心海苔生产采用单张海苔片逐张加工导致两张海苔片难以准确对齐、夹心料浪费严重、生产效率低等问题，提出一种采用热压粘合将单张海苔片粘合成带状海苔片的加工方法，对这种海苔片热压粘合工艺进行试验研究及参数优化。首先研究了热压温度、热压时间和酒精体积分数对粘合后海苔片韧性和粘附力的影响；然后通过二次回归正交试验及响应面分析，研究了各因素对评价指标的影响规律并建立了各影响因素与评价指标间的数学模型；最后通过对数学模型的求解，进行了海苔片热压粘合工艺参数优化，并对优化结果进行了试验验证。结果表明，热压温度、热压时间和酒精体积分数均对海苔片的韧性和粘附力有极显著的影响(P<0.01),随着热压温度的升高，海苔片韧性降低，粘附力增大；增长热压时间，粘附力增大，但韧性呈现先降后升的趋势；随着酒精体积分数的增加，海苔片韧性逐渐降低，粘附力先升高后降低。优化结果表明，热压粘合的最佳参数组合为：热压温度208.39℃、热压时间2.91 s、酒精体积分数61.52%,此时海苔片韧性可达8.86 N·mm,粘附力为1.36 N。验证试验显示，试验结果与优化结果基本一致，说明所建参数优化模型可靠，优化...     

椭圆状微织构自润滑车刀切削性能试验

采用激光加工方法在硬质合金刀具前刀面易磨损区域加工椭圆状微织构,并在微织构中填充MoS2固体润滑剂,制备了微织构自润滑刀具。运用有限元方法分析了微织构对刀具刀尖处应力分布的影响;将微织构自润滑刀具与传统刀具进行了干切削45号钢的对比试验。结果表明:微织构的存在对刀尖处的应力分布无显著影响,与传统刀具相比,微织构自润滑刀具能够有效降低切削力和切削温度,减小切屑变形,增加切屑卷曲,同时减缓刀具前刀面磨损。     

高速车削铁基高温合金硬质合金刀具磨损机理

使用4种硬质合金涂层和非涂层刀具材料进行铁基高温合金GH2132的高速干车削试验,采用电子扫描显微镜(SEM)观察刀具的磨损形貌,通过能谱分析(EDS)分析磨损表面的元素分布,并对刀具的主要磨损机理进行分析.研究结果表明,使用硬质合金刀具材料高速干车削铁基高温合金GH2132时,刀具的磨损机理主要为粘结磨损、扩散磨损、氧化磨损并伴有少量的微崩刃.高速切削时刀具的前刀面磨损形态不同于常速切削时的磨损形态,即磨损不表现为月牙洼的形式,而是表现为切削刃处磨损最大的斜面磨损形式,前刀面磨损区域随切削速度提高而减小,但磨损深度增大.     

镶嵌固体润滑剂的自润滑刀具切削温度研究

在刀具前刀面月牙洼磨损区域加工装填MoS2固体润滑剂的微孔,制备了一种镶嵌固体润滑剂的自润滑刀具(SLT-1),并与前刀面有孔但无固体润滑剂的刀具(SLT-2)以及传统刀具(SLT-3)进行切削对比试验.用TH5104红外热像仪测试了3种刀具切削45号淬火钢的切削温度变化规律.结果表明:SLT-1自润滑刀具的切削温度明显降低,比传统刀具SLT-3降低15%～20%,SLT-2刀具比SLT-3降低5%～10%.通过切削温度理论分析表明,由于自润滑刀具SLT-1在前刀面形成润滑膜,降低了前刀面剪切应力以及减少了刀屑接触面积,使得切削温度显著降低.     

以车代磨加工履带拖拉机轴类零件实践研究

对履带拖拉机轴类零件的加工工艺和精度要求进行分析,确定以车削替代磨床加工方式的可行性和适用性,验证该方案在推广方面的经济性。利用精度较好的数控机床,对多个类型的轴类零件进行验证加工,通过比较轴类零件不同的金属材质、热处理方式、外表面硬度、形状特点和加工方式,选择不同种类的机械加工刀具、刀片以及相应的切削参数,从而确定一种既能够满足产品工艺需求,又简单可行的加工工艺,并逐步推广到其他种类零件加工中,最终实现履带拖拉机品质的提升和零部件工艺的改进。      

基于超声振动的土壤切削挖掘装置设计与试验

针对农业装备触土部件工作阻力大、耗能高等问题,提出了利用超声波高频振动辅助土壤切削挖掘从而降低阻力的技术方案,设计了超声振动土壤切削挖掘装置。选定20kHz作为超声激振频率,基于耦合谐振效应的目标,分析、设计了夹心式换能器和圆锥形变幅杆等关键部件的结构参数。建立了变幅杆有限元模型,利用仿真方法对其进行模态分析和谐响应分析,仿真结果显示,变幅杆轴线伸缩固有频率接近20kHz,与设计值吻合。搭建了超声振动土壤切削挖掘阻力试验测试平台,进行了有、无超声波振动土壤切削挖掘阻力土槽对比试验,结果表明：相比无振动刚性挖掘铲,超声波振动挖掘铲能够有效降低土壤切削挖掘阻力,在1.5、2.5、3.5MPa 3种土壤硬度条件下,超声波振动挖掘铲所对应的降阻率分别为35.1%、40.7%和44.3%,土壤硬度越大,超声波振动挖掘铲的降阻效果越明显。当土壤含水率为20%~48%时,不论有无振动,土壤切削挖掘阻力均随着土壤含水率的增加先迅速降低后又缓慢回升。由于超声振动激励需要额外消耗能量,故振动挖掘总耗能并未降低。试验验证了超声振动土壤切削挖掘降阻方案的可行性以及参数设计的合理性。     

丘陵果园螺旋开沟机开沟刀耐磨损性能改进与试验

针对丘陵果园螺旋开沟机在土壤富含岩石等杂物环境下作业时出现的开沟刀破损和磨损严重的问题,基于原来开沟刀并借鉴隧道掘进机械刀具设计了硬质合金开沟刀。主要改进措施如下:将开沟刀磨损最严重的的刀齿部位的材料由H13替换为YG11C硬质合金并增大刃厚;在刀体上下表面使用氧乙炔火焰堆焊铸造WC焊条。3种开沟刀磨损台架试验与田间试验均表明耐磨损性能排序为硬质合金开沟刀>修补硬质合金开沟刀>原来开沟刀,验证了硬质合金开沟刀应用线切割—钎焊修补技术的可行性。台架磨损试验60min后,硬质合金开沟刀与修补硬质合金开沟刀磨损质量比原来开沟刀分别减少65.44%、62.65%。5种堆焊方式磨损台架试验结果表明:耐磨损性能排序为相邻法向堆焊>相邻切向堆焊>间隔网状堆焊>间隔法向堆焊>间隔切向堆焊。堆焊密度与堆焊方向对耐磨损性能均具有影响;相邻堆焊优于间隔堆焊,法向堆焊优于切向堆焊;间隔网状堆焊的综合性能较好,适合于大面积堆焊。田间试验4h后,磨损质量硬质合金开沟刀与修补硬质合金开沟刀比原来开沟刀分别减少60.53%、54.67%。     

PCBN刀具在切削加工中的应用

聚晶立方氮化硼(PCBN,PolycrystallineCubicBoronNitride)是立方氮化硼(CBN,CubicBoronNitride)颗粒加结合剂在高温高压下烧结而成的非天然的物质,其硬度仅次于金刚石,且具有较好的导热性和耐磨性、较高的热稳定性和优良的化学稳定性,是理想的切削铁系金属的刀具材料。根据结合剂种类的不同及CBN含量的不同,PCBN刀具的切削性能也有所不同。为此,介绍了PCBN刀具材料的物理性能和切削性能,阐述了PCBN刀具在不同切削领域应用的特点,并对其关键技术进行了探讨。     

切碎组合式木薯秸秆粉碎机关键部件设计

针对收获后木薯秸秆资源浪费程度高和机械化处理程度低等问题,设计了一种木薯秸秆切碎机。该机采用先切断再粉碎的组合方式将木薯秸秆集中切断并粉碎。该机主要由间歇输送装置、切割装置和粉碎装置组成。切割刀具采用锯齿形圆盘刀,切割断面好、工作效率高,并选定液压缸作执行机构,以实现对木薯秸秆切割的循环作业。木薯秸秆输送装置采用不完全齿轮带动滚筒间歇性运转,通过带传动,实现输送装置的间歇性输送。粉碎刀具采用具有很高硬度和耐磨性的优质碳素工具钢T12作为刀具材料,形状选用Y型甩刀,可缓解拐角处的应力集中,而且斜切的方式更省力。刀具排列方式采用均力免震法,可提高机器的平衡性和减少振动。     

基于ANSYS/LS—DYNA的芦竹切割—进给速度匹配研究

高粗茎秆作物因茎杆硬度和刚度大,机械化收割难度大。以芦竹为对象,以高粗茎秆作物通用型回转链式切割器为基础,应用ANSYS/LS—DYNA建立了锯片—芦竹切割破坏动态模拟有限元模型,动态模拟了芦竹切割破坏过程,试验验证了获取锯齿切割破坏芦竹过程的载荷—位移历程曲线的可行性及芦竹破坏的模拟计算模型的有效性。提出了回转链式切割器切割—进给速度匹配修正系数概念,确定了切割芦竹时进给速度和切割速度分别取1.00m/s和2.80m/s为最佳速度匹配,其切割器工作速度匹配修正系数为1.22。研究结果为芦竹收割机的传统系统参数优化设计提供了理论依据。