基于等离子熔射成形技术的防护性薄壁件制造

1、文章编号!"#$%"&(#*"+%",#+%#&基于等离子熔射成形技术的防护性薄壁件制造徐文骥副教授徐文骥金洙吉方建成邓琦林卢毅申摘要!提出采用等离子熔射成形法制造某些特殊材料的薄壁件-以保护那些不允许直接进行等离子喷涂的脆弱零件及贵重零件.以/0&/12&3042*陶瓷粉末为熔射材料进行实验研究-成功制得厚度为#5,677的薄壁件.讨论了相关的关键技术问题.关键词!等离子体8熔射成形8薄壁零件8表面防护中图分类号!09:809"+文献标识码!/收稿日期!#;",基金项目!国家自然科学基金资助项目,&l

2、t;=#,#-,#"+,#&,*同任何工艺一样-常规等离子喷涂技术>"?在解决各类问题时亦存在局限性.常见的例子是某些器件表面需要强化处理-使其具有耐磨耐蚀隔热防辐射等特殊性能-但因器件本身精度强度耐热性等因素-禁止直接对其进行喷涂.在处理某些贵重材料制得的部件或已装有精密传感器的零部件时-也会碰到类似问题.等离子熔射成形技术A 1B C 7BC A D B EF G D 74H I A B D J C -K L M K*是以等离子射流为热源-在特定工艺条件下-使材料在原模表面集结成形-经被衬脱模强化等处理-得到具有一定功能的零件及型腔的制造方法>6$?

3、.它合理地利用了等离子喷涂技术与N K 技术的互补性-是一种新的快速灵活材料适应性广泛的零件制造技术和加工方法-适合于陶瓷复合材料及高硬度高熔点金属的零件制造-可解决其制备与加工的难题-特别适合于制造某些特殊形状的薄壁件.显然-该技术为解决前述脆弱性零件的防护性问题提供了有效手段.首先-可根据需要保护的表面形状尺寸-借助于等离子熔射成形技术-选择合适的熔射材料制成防护性薄壁件8然后-再采用适当的粘结工艺-将薄壁件粘贴到要求防护的表面上-实现对零件的保护.本文将着重研究如何获得壁薄几何精度高的防护性薄壁零件."等离子熔射成形薄壁件的工艺过程图"是等离子熔射成形薄壁件的工艺流程

4、图-图是该过程主要步骤的图解.O 5O 原模加工原模材料应易于加工-并有利于后续的熔射原模P 原模表面处理P 熔射成形P填充处理P脱模P去除被衬P制件清洗图 " 等离子熔射成形薄壁件工艺流程徐文骥金洙吉 方建成等射材料及防护件使用环境合理选择工艺规范和工艺措施!"#$%&(填充*被衬处理+填充的目的是为了便于脱模#可采用环氧树脂或低熔点合金作为填充物#这样脱模后#易于熔除&另外#为脱模方便#在填充处理时#可预埋特制的环状或杆状制件#以便于施加脱模拉力&(,去模如何使等离子熔射成形的薄壁件与原模完整分离是该工艺的关键&根据制件与原模的分离方法#

5、我们将熔射成形分为脱模式与销模式-类.前者通过机械作用*如振动/拉伸/热冲击等方法+使制件与原模完整分离0后者则利用熔射材料与原模材料性质差异#采取加热熔化/溶解*包括电化学溶解/化学溶解/物理溶解+等方法#除去原模但完整保留成形零件&(1成形件的表面处理对某些要求表面粗糙度值较低的薄壁件#应对其进行抛光处理&另外#对制件表面的某些缺陷#也应进行必要的修补&为填补/消除制件某些缺陷#改善制件性能#可对制件进行必要的后续处理#如熔浸/激光重熔/镀镍/真空浸渗等工艺予以强化!2%&-实验研究与结果分析我们以34"粉末为熔射材料#进行薄壁零件等离子熔射成形实

6、验&原模材料为$2钢&表5列出熔射粉末的成分#表-是通过正交实验得出的优化的熔射成形工艺参数*其指标按硬度/压溃强表薄壁件熔射粉末成分表牌号粒度范围*目+6*478-+*9+6*杂质+*9+6*3:-8"+34"-$<=>"-<"?5(<余量表A A 薄壁件熔射成形工艺参数电源额定输出功率*B C +D <供粉气流量*E "F GA A +<(2D 工作电压*H +I 2供粉速度*J F E 7KA A +$<工作电流*3+"<<喷嘴直径*E E A A +D(2主

7、气*氮气+流量*E "F G +5(-喷距* E E AA +L <辅气*氢气+流量*E "F G+<(52送粉方式内送粉度/密度综合评定+&图"为制得的薄壁零件实物照片#制件厚度为<($E E &测试结果显示#在表-参数条件下#形成的薄壁件在强化处理前#孔隙率小于L 9#压溃强度大于-$MN O&研究发现#要获得高质量薄壁件#必须尽量减小涂层内部应力#否则#薄壳零件会开裂或很快毁坏&为减小制件内应力#在熔射成形过程中#需减图"原模及等离子熔射成形薄壁件照片小原模及熔射层的平均温度与室温的差异#只有这样#

8、熔射过程结束回到室温时#热膨胀系数差异带来的影响才能减小#制件内部应力亦随之减小&为此#可采用冷却式等离子熔射成形工艺#即在成形过程中#对原模及制件强制冷却*见图$+&要采取措施#避免冷却气流对等离子弧柱形态造成不稳定的影响&月上半月!"#$方建成%徐文骥%金洙吉等&等离子熔射成形件的激光熔凝&激光杂志%(%(*+,-.(/0*编辑卢湘帆,作者简介-徐文骥%男%(10年生2大连理工大学*大连市13+0,机械工程学院副教授2研究方向为先进制造技术2发表论文+3余篇2金洙吉%男%(14年生2大连理工大学机械工程学院副教授2方建成%男%(1#年生2华

9、侨大学*福建省泉州市.1+3,机电及自动化学院副教授2邓琦林%男%(1+年生2上海交通大学*上海市+333.3,机械工程学院副教授2卢毅申%男%(1+年生2大连理工大学机械工程学院副教授2文章编号-3305.+6*+33+,45#3(53.电流变隔振器工作特性的理论分析李美艳硕士研究生李美艳张少华摘要-阐述了电流变隔振器的工作原理2通过建立系统的物理杠杆模型%对电流变隔振器的隔振性能作了理论分析与动态仿真%确定了影响其特性的主要因素2从理论的角度证明了电流变隔振器在低7高频段均有良好的隔振效果%能有效地避免系统的共振并降低传递力的幅值%适用于发动机的宽频带振动的隔离2关键词-电流变8隔振器8可

10、变阻尼8主动控制中图分类号-9.+文献标识码-:发动机是车辆的主要激振源之一2在发动机进行能量转化和输出的过程中%由于结构的不平衡和气体剧烈燃烧膨胀等原因会引发多种主频振动%这些振动对底盘7车身附件和周围环境都会造成恶劣的影响%因此发动机的隔振问题一直备受关注2目前轿车上使用的多为液压隔振器%它集橡胶的弹性与液体的阻尼于一身%能有效削弱高频时系统的动态硬化程度%隔振效果较好2但其液体阻尼力主要取决于流道的形状和液体的性能%而目前应用的工作介质多为醇类或水等粘度值偏小且固定不变的液体%故在有效隔振的频率范围及隔振效果上仍有不完善之处2笔者考虑引进一种具有瞬态场变性能的电流变*;<,液体作为工作介质来制成阻尼可调的电流变隔振器%通过改变场强来实现对系统隔