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实验研究

  • 真空压铸成形AZ91D镁合金轮毂的组织及性能研究

    李凝;沈孟锋;褚长勇;

    在国家“双碳”战略及轻量化装备制造需求的推动下,镁合金因其低密度、高比强度及成本优势成为替代传统结构材料的理想选择。然而,传统压铸工艺下镁合金易形成气孔、缩松等缺陷,严重制约其工程应用。为此,以AZ91D镁合金为研究对象,采用真空压铸快速注射成形工艺制备镁合金轮毂,通过金相显微镜和扫描电镜观察金属的微观组织结构;以拉伸试验测试其力学性能,并结合有限元方法揭示镁合金材料的塑性变形机理;采用电化学法测试材料的耐腐蚀性能。金相显微观察和SEM结果表明,真空压铸实现了显著的缺陷控制。细化的微观结构表现出等轴α-Mg晶粒,并伴有β-Mg_(17)Al_(12)相分布。力学测试结果表明,真空压铸成形试样具有优异的强度-延性协同作用,极限抗拉强度达到253.19 MPa,伸长率提高到18.74%。Tafel数据表明,合金内的致密微观结构和多势垒β相网络提高了合金的耐腐蚀性能。综上,真空压铸快速注射成形工艺可优化镁合金的组织结构,减少缺陷,提高综合性能,为镁合金在轻量化零部件制造中的应用提供了可靠的技术支持。

    2025年04期 v.25;No.143 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1927K]
  • 截面样品制样方式对不同物性结构聚合物薄膜扫描电子显微镜(SEM)图像的影响

    李海霞;武丹婷;刘鹏;张留艳;殷陶;杨亿斌;招瑜;

    聚合物薄膜应用前景广阔,但由于聚合物薄膜韧性较强难以制备样品截面的特点使其在SEM研究中存在一定的挑战,同时不同韧性聚合物薄膜的SEM截面样品制样的试验条件存在显著差异。为此,针对截面样品制备难题,建立了一套基于简易工具(手术刀、剪刀、镊子)的SEM截面制样方法:对韧性较强的聚丙烯隔膜(PP),采用手术刀划切、剪刀裁剪结合镊子撕裂的组合操作,配合液氮脆断预处理可实现完整截面制备;对脆性较强的聚醚砜微孔滤膜(PES),液氮环境中直接脆断或手术刀+镊子、剪刀+镊子复合操作可获优质SEM形貌,常温下同类操作亦可满足需求。对比2种材料的成像效果,证实工具组合(刀具类型与操作方式)需与材料韧性性能适配:高韧性材料需低温脆化降低形变抗力,低脆性材料则通过精准切割避免结构破坏。该制样方法快速高效无需依赖高成本精密设备即可获得清晰的聚合物SEM截面,为膜材料微观结构分析提供了经济高效的解决方案。

    2025年04期 v.25;No.143 9-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 2701K]
  • Ni-Co-CeO2复合镀层在900℃下的恒温氧化行为

    刘文琪;高祎翡;张鹏;阳颖飞;王启伟;

    通过复合电沉积方法制备了Ni-Co-CeO_2镀层,并研究了其在900℃下的恒温氧化行为,以提升海洋高温环境下部件的耐腐蚀性能。实验以低碳钢为基材,经切割、打磨、除油碱洗和酸洗活化等预处理后,分别在酸性镀液中制备了Ni-Co、Ni-CeO_2及Ni-Co-CeO_2镀层,采用脉冲电源以优化镀层致密性。随后对3种镀层进行900℃恒温氧化测试,通过XRD、SEM、XPS等手段分析其氧化过程中的组织结构演变。结果表明,Ni-Co-CeO_2镀层在100 h氧化后表现出最优异的抗高温氧化性能,其氧化速率常数最低(3.8×10~(-4) mg~(-2)·cm~(-4)·h~(-1)),氧化膜致密且厚度最薄(1.53×10~(3 )μm),表面粗糙度最小(Ra=0.44μm)。Co的加入促进了连续氧化膜的形成,有效抑制了氧扩散;CeO_2延缓了Fe_3O_4向Fe_2O_4的转变,降低了氧化膜内应力,减少了氧化膜的剥落风险。

    2025年04期 v.25;No.143 18-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 4334K]
  • 不同预处理工艺对304不锈钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为影响

    郭宇;杨琦;马强;杨伟芳;钟雪泉;陈凯;

    304不锈钢在含氯环境中的腐蚀问题严重制约其工程应用,系统研究预处理工艺对其耐腐蚀性能的影响具有重要实践价值。通过动电位极化曲线与交流阻抗谱(EIS)分析了分别经光亮固溶、环保酸酸洗及HNO_3+HF酸洗处理的304不锈钢在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为,结合浸泡实验和中性盐雾实验,评估不同预处理样品在自然条件下的耐腐蚀性能。结果表明,光亮固溶处理样品腐蚀电流密度最低(J_(corr)=3.923×10~(-7) A/cm~2),腐蚀速率较未处理样品(0.041 43 mm/a)降低85.2%,其优异的耐腐蚀性能归因于经光亮固溶处理后,合金的相组成为单一奥氏体,合金元素间的电位差减小;环保酸酸洗显著提升了点蚀电位[E_(pit)=116 mV(vs. SCE)],表明样品的抗点蚀能力增强;HNO_3+HF酸洗样品钝化区间显著增加,表明钝化膜稳定性增强。因此,3种预处理工艺均能有效改善304不锈钢的耐腐蚀性能,其中经光亮固溶处理后的304不锈钢的耐腐蚀性能提升最明显,适用于高均匀耐蚀需求场景。

    2025年04期 v.25;No.143 30-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2827K]

文献综述

  • 再制造服务化研究现状及未来展望:基于CiteSpace可视化知识图谱分析

    魏聪慧;江翠丽;魏敏;周安琦;刘渤海;

    随着全球制造业向服务化转型趋势不断深化,以及产品服务系统理论和循环经济理论在再制造领域的融合发展,再制造服务化转型升级也在加速演进。为清晰地了解再制造服务化的研究现状及热点分布,以中国知网(CNKI)和Web of Science核心数据库中在2000~2025年发表的1 012篇再制造服务相关期刊文献为研究对象,运用CiteSpace进行描述性统计和聚类分析,梳理国内外再制造服务化的演进过程与研究脉络,并利用可视化图谱挖掘再制造服务化的最新研究动态和趋势,以期为后续再制造服务领域的理论研究提供参考。

    2025年04期 v.25;No.143 40-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1929K]

工业应用

  • 铝合金铸件微弧氧化渗油问题分析及解决方案研究

    邓永根;黄彪;窦长安;张舒;

    微弧氧化作为一种新型表面处理技术,既可以有效提高金属基材的防腐性能,还具有工艺简单、高效环保等众多优点,显示出巨大的应用前景。目前,微弧氧化工艺因其优异的防腐蚀效果已广泛应用于航天、航空、船舶等领域。然而,工艺参数的不准确或现场操作不当等因素在实际生产中使得工件常遭遇质量问题,如铝合金铸件在微弧氧化后表面渗透出油斑,严重影响膜层的表面性能。经过分析和对比,发现油污是在机加工时,沿着疏松的金属层渗透进入,且前处理未进行彻底除油,最终导致油污渗透问题的产生。为此,以减少碱性清洗剂残留为宗旨,尝试多种方案,最终通过在前处理中使用超声波加热碱性溶液清洗并烘干的方法,对残留在铝合金铸件微孔内的深层次油污进行了彻底清除,完美地解决了微弧氧化后铝铸件表面渗透油污的问题。

    2025年04期 v.25;No.143 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1454K]
  • 采用复合工艺修复舵机柱塞

    宾昕;彭正祺;

    舵机柱塞长期在严苛的海洋环境中服役,其表面镀铬层易出现腐蚀麻坑碰伤、刮伤、漏油等问题,传统的修复方法如氩弧焊、冷焊等,存在热影响区易发生变形、组织相变等问题,难以满足高精度部件的修复要求。采用喷镀、刷镀与槽镀复合工艺对舵机柱塞进行修复,通过优化工艺参数和严格的质量控制,成功恢复了柱塞的使用性能。经模拟现场工况考核,均已达到相关技术指标,为类似大型精密部件的再制造提供了可靠的技参考。

    2025年04期 v.25;No.143 55-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 960K]

特约专栏

  • 镁及镁合金电镀

    刘仁志;

    <正>0前言随着便携式电子产品和微电子产品普及,结构材料轻量化已经成为现代产品制造的重要发展趋势,且随着低空经济产品制造业的兴起,这一趋势愈加明显。其中,轻质合金镁及镁合金因其较高的比强度和比刚度、易于切削加工、易于铸造,且导电导热性好、磁屏蔽性能优点,在汽车、机械制造、航空航天、电子、通讯、军事、光学仪器和计算机制造等领域应用广泛。

    2025年04期 v.25;No.143 58-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1855K]

综合信息

  • 《金属及其他无机覆盖层 工程用直流磁控溅射银镀层 镀层附着力的测量》国家标准发布

    易娟;

    <正>《金属及其他无机覆盖层工程用直流磁控溅射银镀层镀层附着力的测量》国家标准(GB/T45345-2025)于2025年2月28日正式发布。该标准由TC57(全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会)归口,TC57SC10(全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会气相沉积分会)执行,主管部门为中国机械工业联合会,实施日期:2025年9月1日。主要起草单位有:中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司、东方电气集团东方汽轮机有限公司、季华实验室、广东汇成真空科技股份有限公司、浙江方泉汽车标准件股份有限公司、辽宁北宇真空科技有限公司。

    2025年04期 v.25;No.143 62页 [查看摘要][在线阅读][下载 873K]
  • 2025能场辅助激光熔覆技术及应用专题研讨会(第一轮通知)

    <正>激光熔覆技术作为一种先进的表面改性和成型技术,在航空航天、铁路、汽车制造、模具加工等领域得到了广泛的应用。该技术通过高能量的激光束熔融涂层材料并与基体进行冶金结合,可实现零件的表面强化、功能层制备或损伤修复等。然而,传统激光熔覆工艺存在熔覆层裂纹、气孔和夹杂、溶质元素分布不均匀及表面起伏等问题,难以完全满足高端制造领域的严苛要求。为解决这些问题,能场辅助(包括电场、磁场、超声场等)被逐渐引入激光熔覆工艺中。

    2025年04期 v.25;No.143 63页 [查看摘要][在线阅读][下载 759K]