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现代表面工程技术-主要内容

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1.使用表面技术的目的?

(1)提高材料抵御环境作用能力。

(2)赋予材料表面某种功能特性。包括光、电、磁、热、声、吸附、分离等等各种物理和化学性能。

(3)实施特定的表面加工来制造构件、零部件和元器件。

2 按学科特点将表面技术大致划分为三个方面

1)表面合金化:包括喷焊、堆焊、离子注入、激光溶敷、热渗镀等。

2)表面覆层与覆膜技术:包括热喷涂、电镀、化学转化处理、化学镀、气相沉积、涂装、堆焊、金属染色、热浸镀等。

3)表面组织转化技术:包括激光、电子束热处理技术以及喷丸、辊压等表面加工硬化技术。

3.表面技术:表面技术主要通过表面涂覆和表面改性技术来提高材料抵御环境作用能力和赋予材料表面某种功能特性。

表面涂覆:主要采用各种涂层技术。

表面改性技术:用机械、物理、化学等方法,改变材料表面的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态或应力状态。

4.表面粗糙度常采用如下方法表示,请用线段连接相应的采示符号。

轮廓算术平均偏差: R a

微观不平度+点高度R z

轮廓最大高度R y

5电镀的基本原理及其分类?

电镀是指在直流电的作用下,电解液中的金属离子还原,并沉积到零件表面形成有一定性能的金属镀层的过程。电解液主要是水溶液,也有有机溶液和熔融盐。从水溶液和有机溶液中电镀称为湿法电镀,从熔融盐中电镀称为熔融盐电镀。

6.电沉积的基本条件

金属离子以一定的电流密度进行阴极还原时,原则上,只要电极电位足够负,任何金属离子都可能在阴极上还原,实现电沉积。但由于水溶液中有氢离子、水分子及多种其它离子,使得一些还原电位很负的金属离子实际上不可能实现沉积过程。所以金属离子在水溶液中能否还原,不仅决定于其本身的电化学性质,还决定于金属的还原电位与氢还原电位的相对大小。若金属离子还原电位比氢离子还原电位更负,则电极上大量析氢,金属沉积极少。

7.合金共沉积的条件?

两种金属离子共沉积除需具备单金属沉积的基本条件外,还应具备以下两个基本条件:①两种金属中至少有一种金属能从其盐的水溶液中沉积出来。有些金属如W,Mo等不能从其盐的水溶液中沉积出来,但它可以借助诱导沉积与铁族金属共沉积。②共沉积的两种金属的沉积电位必须十分接近。如果相差太大,电位较正的金属优先沉积,甚至完全排斥电位较负的金属析出。

8.何谓复合镀?制备复合镀层的基本条件?

复合镀是将固体微粒子加入镀液中与金属或合金共沉积,形成一种金属基的表面复合材料的过程。镀层中,固体微粒均匀弥散地分布在基体中,故又称为分散镀或弥散镀。①粒子在镀液中是充分稳定。②粒子在镀液中要完全润湿,形成分散均匀的悬浮液。③镀液的性质要有利于固体粒子带正电荷,即利于粒子吸附阳离子表面活性剂及金属离子。④粒子的粒度要适当。⑤要有适当的搅拌,保持微粒均匀悬浮。

10.电刷镀电刷镀是电镀的一种特殊方式,不用镀槽,只需在不断供应电解液的条件下,用一支镀笔在工件表面上进行擦拭,从而获得电镀层。所以,刷镀又称无槽镀或涂镀。

11.电刷镀的特点:镀层结合强度高,在钛、铝、铜、铬、高合金钢和石墨上也具有很好的结合强度。(2)设备简单、工艺灵活、操作方便,可以在现场作业。(3)可以进行槽镀困难或实现不了的局部电镀。例如对某些重量重、体积大的零件实行局部电镀。(4)生产效率高。刷镀的速度是一般槽镀的10~15倍;辅助时间少;且可节约能源,是糟镀耗电量的几十分之一。(5)操作安全,对环境污染小。刷镀的溶液不含氰化物和剧毒药品,可循环使用,耗量小,不会因大量废液排放而造成污染。

12.什么叫化学镀,化学镀的三种沉积方式?

化学镀(自催化镀、无电解镀):是指在没有外电流通过的情况下,利用化学方法使溶液中的金属离子还原为金属,并沉积在基体表面,形成镀层的一种表面加工方法。(1)通过电荷交换进行沉积。(2)接触沉积。(3)还原沉积。

13.与电镀相比,化学镀有何特点?

①镀覆过程不需外电源驱动;②均镀能力好,形状复杂,有内孔、内腔的镀件均可获得均匀的镀层;③孔隙率低;④镀液通过维护、调整可反复使用,但使用周期是有限的;

⑤可在金属、非金属以及有机物上沉积镀层。

14.什么叫化学转化膜?常见的化学转化膜可分成哪三类?转化膜的基本用途?

通过化学或电化学手段,在金属表面形成的稳定的化合物膜层。

(l)氧化物膜:是金属在含有氧化剂的溶液中形成的膜,其成膜过程叫氧化。(2)磷酸盐膜:是金属在磷酸盐溶液中形成的膜,其成膜过程称磷化。(3)铬酸盐膜:是金属在含有铬酸或铬酸盐的溶液中形成的膜,其成膜过程在我国习惯上称钝化。

①防锈;②耐磨;③涂装底层;④塑性加工;⑤绝缘等功能性膜。

15.转化膜形成的二种基本方式:

非成膜型处理剂处理方式,成膜型处理剂处理方式。

16.热喷涂技术按照加热喷涂材料的热源种类分为哪几类?其中喷涂速度最高、喷涂温度最高是哪一种?

火焰喷涂、电弧喷涂、高频喷涂、等离子弧喷涂(超音速喷涂)、爆炸喷涂、激光喷涂和重熔、电子束喷涂。

其中喷涂速度最高超音速喷涂,喷涂温度最高是等离子弧喷涂。

17.热喷涂特点并予以说明。

(l)适用范围广;

涂层材料可以是金属和非金属(如聚乙烯、尼龙等塑料,氧化物、氮化硅、氨化硼等陶瓷)以及复合材料。被喷涂工件也可以是金属和非金属(如木材)。用复合粉末喷成的复合涂层可以把金属和塑料或陶瓷结合起来,获得良好的综合性能。其他方法难以达到。

(2)工艺灵活;

施工对象小到10mm内孔,大到铁塔、桥梁等大型结构。喷涂既可在整体表面上进行,也可在指定区域内涂敷,既可在真空或控制气氛中喷涂活性材料,也可在野外现场作业。(3)喷涂层的厚度可调范围大;

涂层厚度可从几十微米到几毫米,表面光滑,加工量少。用特细粉末喷涂时,不加研磨即可使用。

(4)工件受热程度可以控制;

除喷熔外,热喷涂是一种冷工艺,各种喷涂工艺,工件受热程度均不超过250℃,工件不会发生畸变,不改变工件的金相组织。(5)生产率高大多数工艺方法的生产率可达到每小时喷涂数千克喷涂材料。

18.热喷涂预处理工序?

1.基体表面的清洗、脱脂;2.基体表面氧化膜的处理;3.基体表面的粗化处理;4.基体表面的预热处理;5.非喷涂表面的保护

19.表面形变强化的基本原理?通过机械手段(滚压、内挤压和喷丸等)在金属表面产生压缩变形,使表面形成形变硬化层,此形变硬化层的深度可达0.5mm~1.5mm。有效地提高了金属表面强度、耐应力腐蚀性能和疲劳强度。

20.喷丸强度的试验方法?

采用挂片法确定喷丸强度,当试片弧高度f达到饱和值,试片表面达到全覆盖率时,以此弧高度f定义为喷丸强度。喷丸强度的表示方法是0.25C或fc= 0.25,字母或脚码代表试片种类,数字表示弧高度值(单位为mm)。

21. 表面形变强化的主要方法

1.滚压; 2.内挤压;3.喷丸

22. 表面热处理的含义是什么?包括哪些工艺?

表面热处理是指:仅对零部件表层加热、冷却,从而改变表层组织和性能而不改变成分的一种工艺,是最基本、应用最广泛的材料表面改性技术之一。即通过表面层的相变达到强化工件表面的目的。

感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、接触电阻加热表面淬火、浴炉加热表面淬火、电解液加热表面淬火、高密度能量的表面淬火及表面保护热处理等。

23.根据渗入元素的介质所处状态不同,化学热处理可分为哪几类?

(1)固体法:包括粉末填充法、膏剂涂覆法、电热旋流法、覆盖层(电镀层、喷镀层等)扩散法等。

(2)液体法:包括盐浴法、电解盐浴法、水溶液电解法等。气体法:包括固体气体法、间接气体法、流动粒子炉法等等离子法:

24.一般化学热处理的基本过程及其控制步骤?

①介质中发生化学反应,以提供界面反应所需要的反应物;②反应物通过扩散输运至金属表面,此称为外扩散;③反应物中的某些粒子被金属表面吸附,并发生界面反应;④界面反应产生的活性原子为金属表面层吸收并向纵深迁移,达到一定的深度,此称内扩散。③、④是控制步骤。

25.渗层的形成条件

1)渗入元素必须能与基体金属形成固溶体或金属间化合物;2)渗入元素与基体金属必须保持紧密的接触,或者说渗入元素可以在界面被吸附;3)必须保持一定的温度,即使原子获得足够的扩散动力;4)生成活性原子的化学反应必须满足一定的热力学条件。

26. TRD渗镀层的性能特点, TRD法的优点?

1)硬度高;TD法所得镀层几乎全由纯碳化物组成,碳化物层的成分不受基体金属的影响,不存在Fe,O,P,S等成分。TD法所得镀层硬度大大高于淬火、镀铬或氮化的硬度;2)耐磨性好;耐磨性显然比氮化、渗硼、镀铬、放电硬化等其它表面处理优越而与硬质合金的耐磨性相同或更好,与用CVD和PVD法镀覆的TiC层耐磨性相同。3)具有良好的抗热粘结性;4)抗剥离性和5)抗氧化及耐蚀性好; 6)韧脆性好;软氮化或渗碳处理会使材料的韧性降低,而TD处理的材料进行艾氏冲击试验或缺口三点弯曲试验,发现其韧性与淬火回火钢大体处于同一水平。

2)①设备简单,价格便宜;②操作简便;③工件冷却方法任意选择;④镀层成分、性能不受处理温度的影响;⑤易于作局部镀覆;③可作重复处理,便于返修。

27.在渗硼层组织中一般会出现FeB与Fe2B,但人们希望得到单相的什么相?一般希望得到单相的Fe2B;

28.在气体渗碳、气体碳氮共渗和气体渗氮三种工艺中哪一种工艺温度最高,哪一种温度最低?

渗碳工艺温度最高;渗氮工艺温度最低

29.渗氮层的组织构成是什么?

渗氮后,工件最外层是白色ε相或γ’相,次外层是暗色γ’+α共析体层

30.为什么工模具钢渗硼处理后还需进行淬回火处理?而渗氮处理后可直接使用。

31.金属表面化学热处理的目的

(1)提高金属表面的强度、硬度和耐磨性。2)提高材料疲劳强度。3)使金属表面具有良好的抗粘着、抗咬合的能力和降低摩擦系数,如渗硫等。4)提高金属表面的耐蚀性,如渗氮、渗铝等。

32.什么叫氧氮共渗工艺?

氧氮共渗后钢材表面形成氧化膜和氮的扩散层。氧化膜为多孔的Fe3O4,有减摩作用,抗粘

着性能好。扩散层提高了表层硬度,也提高了耐磨性。因此,氧氮共渗兼有蒸汽处理和渗氮的双重性能,能明显提高刀具和某些结构件的使用寿命。

34.画出气体放电的伏安特性曲线,并予以说明。

伏安特性曲线上五个不同区域(2%)

1)黑暗放电与雪崩放电 (OAB、BC)

2)起辉(C)点燃电压Vs

3)正常辉光放电

4)异常辉光放电(使用区域)

5)弧光放电区(避免区域)

35.离子渗氮机理?

在辉光放电中,具有高能量的氮、氢离子轰击作为阴极的工件,一部分离子直接为表面所吸附,渗入工件;另一部分通过阴极溅射轰击出电子及铁、氧等原子。溅射出的铁原子与附近的活性氮原子结合,形成FeN,被工件吸收。FeN受到高温作用和离子的轰击会按照FeN

→Fe2N → Fe3N → Fe4N的顺序分解为低价氮化铁,同时析出原子氮。析出的原子氮会向工件内部渗入。离子的轰击还可使材料生成晶格缺陷,促进氮的扩散。

36.离子渗氮与其它渗氮方法的比较. 影响渗氮组织的工艺参数有哪些?

①渗氮速度快。②可以通过调节引入气体的成分,获得希望的渗氮层,即渗氮组织可控。③用辉光放电直接加热工件表面,无需辅助加热设备,方便、节能,又可获得均匀的加热温度。④处理温度低,热变形小。⑤因为是真空处理,表面无氧化,适于成品处理。⑥用普通方法难以渗氮的不锈钢、钛等都可进行渗氮。

影响渗氮组织的工艺参数:渗氮温度、渗氮时间、炉气成分、炉气压力

37.等离子渗碳的特点等离子渗碳与传统的气体渗碳的主要区别是

不用吸热后分解的气体,而是直接导入丙烷渗碳;一般在133—2660Pa压力下进行;主要特点是:1.不使晶界氧化。等离子渗碳工件在真空中加热,而且工作气中不含O2和H2O,所以不会发生晶界氧化。2.表面渗碳量容易控制。表面渗碳层深度、碳浓度和晶粒大小对工件和机械性能有重大影响,因此必须严格控制。采用丙烷等离子渗碳可通过气体流量和等离子体中C3H8分压的高精度控制来控制表面渗碳量。3.多次循环处理形成复合硬化层。与气体渗碳相比,等离子渗碳可以迅速更换渗碳室的反应气,因此为达到“先渗碳后氮化”或“先氮化后渗碳”的表面硬化目标,可以对连续的多循环处理进行程序控制。

38.三束表面改性加热特点?

1.三束直接加热的材料表层一般深度在几微米;2.加热表面功率密度相当大,一般为几个J/cm2,电子束、离子束的脉冲宽度为10-9s,激光的脉冲宽度可短至10-12s;3.材料表面由表及里产生极高的温度梯度,106~108K/cm,从而导致极高的冷却速度,109~1011K/s.4.表面产生大量缺陷,特别是离子束,除加热材料表面外,固体表面受到离子的轰击时,表面原子大量被溅射出来,从而产生缺陷。

39.激光的特点高方向性;(2)高亮度性;(3)高单色性

40.CO2气体激光器的特点CO2气体激光器是以CO2气体为激活媒质,发射的是中红外波段激

光,波长为10.6μm。一般是连续波(简称CW),但也可以脉冲式地工作。其特点是:电-光转换功率高,理论值可达4O%,一般为10%-20%。其他类型的激光器如红宝石的仅为2%。②单位输出功率的投资低。③能在工业环境下,长时间连续稳定工作。④易于控制,有利于自动化。

41.激光相变硬化的特点加热和冷却速度高;加热速度可达105~109℃/s, 对应的加热时间为10-3~10-7s;冷却速率可达104~107℃/s。扫描速率越快,冷却速率也

越快。2.高硬度;激光淬火层的硬度比常远规淬火层提高15~20%。淬火

硬度与加热温度有关,与保温时间无关。硬化层深度:通常为0.3~0.5mm。

3.变形小

42.激光相变硬化的表层显微组织

低碳钢分为两层:外层是完全淬火区,组织是隐针马氏体;内层是不完全淬火区,保留有铁素体;高碳钢分为两层:外层是隐针马氏体;内层是隐针马氏体加未溶碳化物。中碳钢分为四层:外层是白亮的隐针马氏体;硬度达HV800,比一淬火硬度高100以上;第二层是隐针马氏体加少量屈氏体,硬度稍低;第三层是隐针马氏体加网状屈氏体,再加少量铁素体;第四层是隐针马氏体和完整的铁素体网。

铸铁可分为三层:表层是熔化+凝固所得的树枝状结晶,此区随扫描速度的增大而减小;第二层是隐针马氏体加少量残余的石墨及磷共晶组织;第三层是较低温度下形成的马氏体。

42.激光处理工艺及应用

1激光表面强化;2.激光表面涂敷;3.激光表面非晶态处理;4.激光表面合金化;5.激光气相沉积。

43.电子束表面处理主要特点

(1) 加热和冷却速度快。将金属材料表面由室温加热至奥氏体化温度或熔化温度仅几分之一到千分之一秒,其冷却速度可达l06℃/s~l08℃/s;(2)与激光相比使用成本低。电子束处理设备一次性投资比激光少(约为激光的1/3),每瓦约8美元,而大功率激光器每瓦约30美元;电子束实际使用成本也只有激光处理的一半;(3)结构简单。电子束靠磁偏转动、扫描,而不需要工件转动、移动和光传输机构;(4)电子束与金属表面偶合性好。电子束所射表面的角度除3°-4°特小角度外,电子束与表面的偶合不受反射的影响,能量利用率远高于激光。因此电子束处理工件前,工件表面不需加吸收涂层;(5)电子束是在真空中工作的,以保证在处理中工件表面不被氧化,但带来许多不便。(6)电子束能量的控制比激光束方便,通过灯丝电流和加速电压很容易实施准确控制。(7)电子束辐照与激光辐照的主要区别在于产生最高温度的位置和最小熔化层的厚度。电子束加热时熔化层至少几个微米厚,这会影响冷却阶段固一液相界面的推进速度。电子束加热时能量沉积范围较宽,而且约有一半电子作用区几乎同时熔化。电子束加热的液相温度低于激光,因而温度梯度较小,

激光加热温度梯度高且能保持较长时间。(8)电子束易激发X射线,使用过程中应注意防护。44.离子注入的特征

(l)离子注入法不同于任何热扩散方法,可注入任何元素,且不受固溶度和扩散系数的影响。因此,用这种方法可能获得不同于平衡结构的特殊物质,是开发新型材料的非常独特的方法;

(2)离于注入温度和注入后的温度可以任意控制,且在真空中进行,不氧化,不变形,不发生退火软化,表面粗糙度一般无变化,可作为最终工艺;

(3)可控性和重复性好。通过改变离子源和加速器能量,可以调整离子注入深度和分布;

通过可控扫描机构,不仅可实现在较大面积上的均匀化,而且可以在很小范围内进行局部改性。

(4)可获得两层或两层以上性能不同的复合材料。复合层不易脱落。注入层薄,工件尺寸基本不变。但从目前的技术水平看,还存在一些缺点,如注入层薄(<1μm)离子只能直线行进,不能绕行,对于复杂的和有内孔的零件不能进行离子注入,设备造价高,所以应用还不广泛。

45.PCVD的特点

是将辉光放电的物理过程和化学气相沉积相结合,因而具有PVD的低温性和CVD的绕镀性和易于调整化学成分和结构的性能,它有可能取代适合PVD和CVD工艺的某些镀膜范围。 PCVD 沉积 TiN存在的主要问题:是真空度低,镀层杂质含量(Cl,O)较高,硬度低,沉积速率过快,镀层柱状晶严重并存在空洞等缺陷,化学反应不完全使氯滞留在镀层及界面上降低结合力,PCVD设备的腐蚀比较严重。

46.试说明如下名词

蒸镀、溅射镀、离子镀;反应镀离子镀

蒸镀、溅射镀是物理气相沉积的两类基本镀膜技术,以此为基础,又衍生出反应镀和离子镀。

47.磁控溅射

磁控溅射的镀膜速率与二极溅射相比提高了一个数量级。具有高速、低温、低损伤等优点。高速是指沉积速率快;低温和低损伤是指基片的温升低、对膜层的损伤小。

48.多弧离子镀有何技术特点?对于以耐磨为目标的超硬膜,采用离子镀能提高膜层与基片(工件)之间的结合强度,试分析其原因。

多弧离子镀的特点:从阴极直接产生等离子体,不用熔池,阴极靶可根据工件形状在任意方向布置,使夹具大为简化;入射粒子能量高,膜的致密度高,强度好,膜基界面产生原子扩散,结合强度高,离化率高(一般可达60%~80%);从应用角度讲,多弧离子镀的突出优点是蒸镀速率快(TiN膜可达10~1000nm/s)。

其原因是离子轰击对基片表面的清洗作用可以除去其污染层,另外还能形成共混的过渡层。过渡层是由膜层和基片界面上的一层由镀料原子与基片原子共同构成的。如果离子轰击的热效应足以使界面处产生扩散层,形成冶金结合,则更有利于提高结合强度。蒸镀的膜层其残余应力为拉应力,而离子轰击产生压应力,可以抵消一部分拉应力。离子轰击可以提高镀料原子在膜层表面的迁移率,这有利于获得致密的膜层。

以喷射蒸发的方式成膜,可以保证膜层成分与靶材一致,这是其它蒸镀技术所做不到的。

49.气相沉积过程的基本步骤与物理气相沉积不同的是:沉积粒子来源于化合物的气相分解反应。

50.CVD的特点

(1)在中温或高温下,通过气态的初始化合物之间的气相化学反应而沉积固体。

(2)可以在大气压(常压)或者低于大气压下(低压)进行沉积。一般来说低压效果要好些。

(3)采用等离子和激光辅助技术可以显著地促进化学反应,使沉积可在较低的温度下进行。(4)镀层的化学成分可以改变,从而获得梯度沉积物或者得到混合镀层。

(5)可以控制镀层的密度和纯度。

(6)绕镀性好,可在复杂形状的基体上以及颗料材料上镀制。

(7)气流条件通常是层流的,在基体表面形成厚的边界层。

(8)沉积层通常具有柱状晶结构,不耐弯曲。但通过各种技术对化学反应进行气相扰动,可以得到细晶粒的等轴沉积层。

(9)可以形成多种金属、合金、陶瓷和化合物镀层。

51.钢铁材料在高温CVD处理后,虽然镀层的硬度很高,但基体被退火软化,在外载下易于塌陷,因此,CVD处理后须再加以淬火回火。

52.PCVD法要求的真空度比PVD低,设备成本也比PVD法和CVD法的低。

PCVD法的结合强度比PVD法好,镀后刀具的色泽可以和PVD的金黄色相似,因此在一定程度上取代了PVD法和CVD法,有着良好的发展前景。

53.PVD和CVD两种工艺的对比工艺温度高低是CVD和PVD之间的主要区别。

温度对于高速钢镀膜具有重大意义。CVD法的工艺温度超过了高速钢的回火温度,用CVD法镀制的高速钢工件,必须进行镀膜后的真空热处理,以恢复硬度。镀后热处理会产生不容许的变形。CVD工艺对进入反应器工件的清洁要求比PVD工艺低一些,因为附着在工件表面的一些脏东西很容易在高温下烧掉。此外,高温下得到的镀层结合强度要更好些。CVD镀层往往比各种PVD镀层略厚一些, CVD镀层往往厚度在7.5μm左右,PVD镀层通常不到2.5μm厚。CVD 镀层的表面略比基体的表面粗糙些。相反,PVD镀膜如实地反映材料的表面,不用研磨就具有很好的金属光泽,这在装饰镀膜方面十分重要。CVD反应发生在低真空的气态环境中,具有很好的绕镀性,所以密封在CVD反应器中的所有工件,除去支承点之外,全部表面都能完全镀好,甚至深孔、内壁也可镀上。相对而论,所有的PVD技术由于气压较低,绕镀性较差,因此工件背面和侧面的镀制效果不理想。PVD的反应器必须减少装载密度以避免形成阴影,而且装卡、固定比较复杂。在PVD反应器中,通常工件要不停地转动,并且有时还需要边转边往复运动。在CVD工艺过程中,要严格控制工艺条件,否则,系统中的反应气体或反应产物的腐蚀作用会使基体脆化,高温会使TIN镀层的晶粒粗大。最初的设备投资PVD是CVD的3~4倍,而PVD工艺的生产周期是CVD的1/10。在CVD的一个操作循环中,可以对各式各样的工件进行处理,而PVD就受到很大限制。综合比较可以看出,在两种工艺都可用的范围内,采用PVD要比CVD代价高。PVD是一种完全没有污染的工序,有人称它为“绿色工程”。而CVD 的反应气体、反应尾气都可能具有一定的腐蚀性、可燃性及毒性,反应尾气中还可能有粉末状以及碎片状的物质,因此对设备、环境、操作人员都必须采取一定的措施加以防范。

54.表面(层)检测大致包括以下内容:

(1)外观检测;(2)镀、涂层或表面处理层厚度的测定;(3)镀、涂层或表面处理层结

合强度的测定;(4)镀、涂层或表面处理层的使用性能和工艺性能的测定;(5)表面成分和结构的测定

55.膜层结合强度的定量测试方法是:压痕法、拉张法和剥离法。

56.常用的膜层脆性测定方法有杯突法、静压挠曲法及心轴弯曲法等。

对于以耐磨为目标的超硬膜,采用离子镀能提高膜层与基片(工件)之间的结合强度,分析其原因。

其原因是离子轰击对基片表面的清洗作用可以除去其污染层,另外还能形成共混的过渡层。过渡层是由膜层和基片界面上的一层由镀料原子与基片原子共同构成的。

如果离子轰击的热效应足以使界面处产生扩散层,形成冶金结合,则更有利于提高结合强度。蒸镀的膜层其残余应力为拉应力,而离子轰击产生压应力,可以抵消一部分拉应力。

离子轰击可以提高镀料原子在膜层表面的迁移率,这有利于获得致密的膜层。

溅射薄膜按其不同的功能和应用可大致分为机械功能膜和物理功能膜两大类,分别说明下列机械功能膜的性能和应用特点。

(1)Cr,CrN等镀层(2)TiN,TiC等超硬镀层(3)MoS2、聚四氯乙烯膜

(1)Cr,CrN等镀层

纯Cr的显微硬度为425~840HV,CrN为1000~3500HV,不仅硬度高且摩擦系数小,可代替水溶液电镀铬。采用Cr,Cr-CrN等合金靶或镶嵌靶,在N2,CH4等气氛中进行反应溅射镀膜,可以在各种工件上镀Cr,CrC,CrN等镀层。

(2)TiN,TiC等超硬镀层

用TiN,TiC等超硬镀层涂覆刀具、模具等表面,摩擦系数小,化学稳定性好,具有优良的耐热、耐磨、抗氧化、耐冲击等性能,既可以提高刀具、模具等的工作特性,又可以提高使用寿命,一般可使刀具寿命提高3~10倍。

(3)MoS2、聚四氯乙烯膜

固体润滑剂,在长时间放置后性能变化不大,这对长时间备用、突然使用又要求可靠的设备如防震、报警、防火、保险装置等是较为理想的固体润滑剂。在高温、低温、超高真空、射线辐照等特殊条件下工作的机械部件不能用润滑油,只有用软金属或层状物质等固体润滑剂。

小型液压机液压系统课程设计

攀枝花学院 学生课程设计(论文) 题目:小型液压机的液压系统 学生姓名: vvvvvv 学号:vvvvvvvv 所在院(系):机械工程学院 专业: 班级: 指导教师:vvvvvv 职称:vvvv 2014 年06 月15 日 攀枝花学院教务处制

攀枝花学院本科学生课程设计任务书 目录

前言 (5) 一设计题目 (6) 二技术参数和设计要求 (6) 三工况分析 (6) 四拟定液压系统原理 (7) 1.确定供油方式 (7) 2.调速方式的选择 (7) 3.液压系统的计算和选择液压元件 (8) 4.液压阀的选择 (10) 5.确定管道尺寸 (10) 6.液压油箱容积的确定 (11) 7.液压缸的壁厚和外径的计算 (11) 8.液压缸工作行程的确定 (11) 9.缸盖厚度的确定 (11) 10.最小寻向长度的确定 (11) 11.缸体长度的确定 (12) 五液压系统的验算 (13) 1 压力损失的验算 (13) 2 系统温升的验算 (15) 3 螺栓校核 (16) 总结 (17) 参考文献................................................................................................. 错误!未定义书签。

前言 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言,液压传动具有输出力大,重量轻,惯性小,调速方便以及易于控制等优点,因而广泛应用于工程机械,建筑机械和机床等设备上。 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段,液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比,液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势,因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备,适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途﹑特点和要求,利用液压传动的基本原理,拟定出合理的液压系统图,再经过必要的计算来确定液压系统的参数,然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置,外形新颖美观,动力系统采用液压系统,结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关,可实现半自动工艺动作的循环。

涂装工程安全设计规范中国表面工程协会涂装分会

《涂装工程安全设计规范》 喷涂系统 1 编制范围 本标准适用于使用涂料及有关化学品在金属或非金属表面喷涂而使用的喷涂系统,规定了喷涂系统工程在保障劳动者的生命安全和职业健康、防止事故发生和财产损失、保护环境方面的设计要求。喷涂系统主要包括喷涂设备和供给设备,喷涂设备按操作方式可分为手工喷涂和自动喷涂(如机器人、往复机等);供给设备按动力源种类分为气动、液压、电动等,可适应于溶剂型、水性油漆、胶、蜡等涂装用液体材料供给。 本标准适用于喷涂系统工程在规划、设计、安装、调试、生产时,对危险、有害因素的预防和控制,也适用于伤亡事故的统计分析管理,及涂装职业健康安全信息的处理和交换。 2 提供本章节的规范性引用文件 GB 14773 涂装作业安全规程静电喷枪机其辅助装置安全技术要求 GB 7691 涂装作业安全规程安全管理通则 GB 12367 涂装作业安全规程静电喷漆工艺安全 GB 25286 爆炸性环境用非电气设备 GB 11291 工业环境用机器人 GBT 16855 机械安全控制系统有关安全部件 GB 50016 建筑设计防火规范 GB 50515 导(静)电地面设计规范 GB 50073 洁净厂房设计规范 GBT 20801 压力管道规范-工业管道 GB 50058 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 SH 3097 石油化工静电接地规范 GB 3836 爆炸性气体环境用电气设备 AQ 3009 危险场所电气防爆安全规范 GB 50140 建筑灭火器配置设计规范 GB 12158 防止静电事故通用导则 GB 4385 防静电鞋、导电鞋技术要求 GBZ 158工作场所职业病危害警示标识 GB 2894安全标志及其使用导则 GB/T 11651 个体防护装备选用规范 GB/T 18664 呼吸防护用品的选择、使用与维护 3 术语和定义 静电喷涂 electrostatic spray painting 在高压电场的作用下利用电晕放电原理使喷出的涂料滴或粉末涂料粒子荷负电荷,进而吸附于荷正电荷接地的被涂物,放电后附着在被涂物上的喷涂方法。 高固体分涂料high-solid coating 固体分(不挥发物)含量超过60%(体积分数)的涂料。 喷涂机器人 painting robot

拉伸模设计课程设计

无凸缘筒形件拉深模设计样例 (5) (一)零件工艺性分析 (5) 1.材料分析 (5) 2.结构分析 (5) 3.精度分析 (5) (二)工艺方案的确定 (5) (三)零件工艺计算 (5) 1.拉深工艺计算 (5) 2.落料拉深复合模工艺计算 (8) 3.第二次拉深模工艺计算 (10) 4.第三次拉深模工艺计算 (11) 5.第四次拉深模工艺计算 (11) (四)冲压设备的选用 (11) 1.落料拉深复合模设备的选用 (11) 2.第二次拉深模设备的选用 (12) (五)模具零部件结构的确定 (12) 1.落料拉深复合模零部件设计 (12) 2.第二次拉深模零部件设计 (13) (六)落料拉深复合模装配图 (13)

摘要 简短介绍了我国模具行业发展状况,以及在当下模具行业情况,并且对国内外模具行业发展现状加以分析,从而对我国模具行业与国外模具行业进行了综合比较提出差距所在。同时介绍了模具的类型和主要功能。 综合阐述对镶套落料拉深模具进行设计,首先对工件进行工艺分析,对拉深特点拉深变形过程进行技术分析。在设计之前先确定修边余量和毛坯尺寸是否需要使用压边圈。其次对拉深模具进行总体设计,了解拉深模具结构、分类,选择压边装置。然后确定工作部分结构参数,确定拉深系数及工序尺寸。计算凸模圆角半径、凹模圆角半径、间隙、凸、凹模尺寸公差、压边力、压边圈尺寸、拉深力、卸料力、拍样计算,并计算压力中心对压力机进行选择。最后选择模具主要零部件及结构,对模具材料、模架进行选择,计算凸模长度、凹模高度和壁厚、凸模固定板尺寸以及校核凸、凹模强度。同时设计选择其他零部件,确定模具闭合高度,对拉深模具进行安装调试。 关键词:模具冲压凸模圆角半径尺寸公差间隙拉深力凸、凹模

控制工程基础(基于MATLAB的系统分析校正)

实验一 典型环节的MATLAB 仿真 一、实验目的 1.熟悉MATLAB 桌面和命令窗口,初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。 2.通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性,加深对各典型环节响应曲线的理解。 3.定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、SIMULINK 的使用 MATLAB 中SIMULINK 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。利用SIMULINK 功能模块可以快速的建立控制系统的模型,进行仿真和调试。 1.运行MATLAB 软件,在命令窗口栏“>>”提示符下键入simulink 命令,按Enter 键或在工具栏单击 按钮,即可进入如图1-1所示的SIMULINK 仿真环境下。 2.选择File 菜单下New 下的Model 命令,新建一个simulink 仿真环境常规模板。 3.在simulink 仿真环境下,创建所需要的系统。 以图1-2所示的系统为例,说明基本设计步骤如下: 1)进入线性系统模块库,构建传递函数。点击simulink 下的“Continuous ”,再将右边窗口中“Transfer Fen ”的图标用左键拖至新建的“untitled ”窗口。 2)改变模块参数。在simulink 仿真环境“untitled ”窗口中双击该图标,即可改变传递函数。其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数,数字之间用空格隔开;设置完成后,选择OK ,即完成该模块的设置。 图1-1 SIMULINK 仿真界面 图1-2 系统方框图

3)建立其它传递函数模块。按照上述方法,在不同的simulink的模块库中,建立系统所需的传递函数模块。例:比例环节用“Math”右边窗口“Gain”的图标。 4)选取阶跃信号输入函数。用鼠标点击simulink下的“Source”,将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“untitled”窗口,形成一个阶跃函数输入模块。 5)选择输出方式。用鼠标点击simulink下的“Sinks”,就进入输出方式模块库,通常选用“Scope”的示波器图标,将其用左键拖至新建的“untitled”窗口。 6)选择反馈形式。为了形成闭环反馈系统,需选择“Math”模块库右边窗口“Sum”图标,并用鼠标双击,将其设置为需要的反馈形式(改变正负号)。 7)连接各元件,用鼠标划线,构成闭环传递函数。 8)运行并观察响应曲线。用鼠标单击工具栏中的“”按钮,便能自动运行仿真环境下的系统框图模型。运行完之后用鼠标双击“Scope”元件,即可看到响应曲线。

水质工程学课程设计说明书

水质工程学(一)课程设计说明书 1设计任务 此课程设计的目的在于加深理解所学专业理论,培养运用所学知识综合分析和解决实际工程设计问题的初步能力,在设计、运算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规X等基本技能上得到初步训练和提高。 1.1设计要求 根据所给资料,设计一座城市自来水厂,确定水厂的规模、位置,对水厂工艺方案进行可行性研究,计算主要处理构筑物的工艺尺寸,确定水厂平面布置和高程布置,最后绘出水厂平面布置图、高程布置图(达到初步设计的深度),并简要写出一份设计计算说明书。 1.2基本资料 1.2.1城市用水量资料 1.2.2原水水质及水文地质资料

(1) 原水水质情况:水源为河流地面水 ⑵水文地质及气象资料 ①河流水位特征 最高水位-1m,,最低水位-5m,常年水位-3m ②气象资料 历年平均气温16.00C,年最高平均气温390C,年最低平均气温-30C,年平均降水量1954.1mm,年最高降水量2634.5mm,年最低降水量1178.7mm。常年主导风向为东南风,频率为78%,历年最大冰冻深度:20cm。 ③地质资料 第一层:回填、松土层,承载力8kg/cm2, 深1~1.5m 第一层:粘土层,承载力10kg/cm2, 深3~4m 第一层:粉土层,承载力8kg/cm2, 深3~4m 地下水位平均在粘土层下0.5m 2水厂选址

厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划,综合考虑,通过技术经济比较确定。在选择厂址时,一般应考虑以下几个方面: ⑴厂址应选择在工程地质条件较好的地方。一般选在地下水位低、承载力较大、湿陷性等级不高、岩石较少的地层,以降低工程造价和便于施工。 ⑵水厂应尽可能选择在不受洪水威胁的地方。否则应考虑防洪措施。 ⑶水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方,以利于施工管理和降低输电线路的造价。并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。 ⑷当取水地点距离用水区较近时,水厂一般设置在取水构筑物附近,通常与取水构筑物建在一起;当取水地点距离用水区较远时,厂址选择有两种方案,一是将水厂设置在取水构筑物附近;另一是将水厂设置在离用水区较近的地方。 根据综合因素考虑,将水厂设置在取水构筑物附近,水厂和构筑物可集中管理,节省水厂自用水的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗水排除。 3水厂规模及水量确定 Q生活=240×52000×10-3=12480m3/d Q工业=12480×1.78=22214.4m3/d Q三产=12960×0.82=10233.6m3/d Q工厂=0.5+0.8+0.6+1.1=30000m3/d

914 机械原理与设计

914 机械原理与设计(专)《机械原理》(第 7 版)孙桓陈作模主编北京:高教出版社 2006 年 《机械原理教程》申永胜主编北京:清华大学出版社 2000 年 《机械设计》(第 8 版)濮良贵主编北京:高等教育出版社 2006 年 915 电子技术与控制工程(专)《电子技术基础》(模拟部分)(第 5 版)康华光主编高等教育出版社 2008 年 2 月 《电子技术基础》(数字部分)(第 5 版)康华光主编高等教育出版社 2006 年 1 月 《机械控制工程基础》朱骥北主编北京:机械工业出版社 2005 年 《机械工程控制基础》陈康宁主编西安:西安交通大学出版社 2005 年 916 机械设计(专)《机械设计》(第 9 版)濮良贵主编北京高等教育出版社 2006 年 《机械设计学习指导》傅燕鸣编著上海科学技术出版社 2015 年 《机械设计试题集》(第 2 版)傅燕鸣编著上海大学出版社 2012 年 《机械设计课程设计手册》傅燕鸣主编上海科学技术出版社 2013 年 917 控制工程基础(专)《机械控制工程基础》朱骥北机械工业出版社2005 年 《机械工程控制基础》陈康宁西安交通大学出版社2005 年 918 电路(专)《电路》 ( 第 4 版 ) 邱关源高等教育出版社1999 年 《电路分析基础》(第 3 版)李瀚荪编高等教育出版社 919 自动控制理论(含经典和现代)(专)《自动控制原理》(第 5 版)胡寿松北京:科学出版社 2007 年 《自动控制原理习题精解与考研指导》徐薇莉上海:上海交通大学出版社 2009 年

920 模拟与数字电路(专)《电子技术基础》(模拟部分)(第 5 版)康华光主编高等教育出版社 2008 年 2 月 《电子技术基础》(数字部分)(第 5 版)康华光主编高等教育出版社 2006 年 1 月

机械制造左支座课程设计说明书

《机械制造技术》课程设计作业 班级:机计091 姓名:刘盼 学号:090115133 日期:2011-12-21 河南机电高等专科学校

《机械制造技术》课程设计任务书题目:左支座零件的机械加工工艺规程及工 艺装备设计 内容:(1)毛坯图 (2)机械加工工艺规程卡片 (3)夹具装配总图 (4)夹具零件图 (5)夹具体图 (6)课程设计说明书 原始资料:零件图样生产纲领每日班次 生产条件 2011 年 12 月

《机械制造技术》课程设计说明书设计题目:左支座零件的机械加工工艺规程及 工艺装备设计 设计者:刘盼 指导教师:曹秋霞 河南机电高等专科学校

摘要 在生产过程中,使生产对象(原材料,毛坯,零件或总成等)的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程,如毛坯制造,机械加工,热处理,装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中,要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步,加工该工序的机车及机床的进给量,切削深度,主轴转速和切削速度,该工序的夹具,刀具及量具,还有走刀次数和走刀长度,最后计算该工序的基本时间,辅助时间和工作地服务时间。

目录 摘要 绪论 (1) 第1章车床左支座零件的分析及毛坯的确定 (2) 1.1 车床左支座的作用和工艺分析 (2) 1.1.1 零件的作用 (2) 1.1.2 零件的工艺分析 (2) 1.2 零件毛坯的确定 (3) 1.2.1 毛坯材料的制造形式及热处理 (3) 1.2.2 毛坯结构的确定 (3) 第2章车床左支座的加工工艺设计 (5) 2.1 工艺过程设计中应考虑的主要问题 (5) 2.1.1 加工方法选择的原则 (5) 2.1.2 加工阶段的划分 (5) 2.1.3 加工顺序的安排 (6) 2.1.4 工序的合理组合 (7) 2.2 基准的选择 (7) 2.2.1 粗基准和精基准的具体选择原则 (7) 2.2.2 选择本题零件的基准 (8) 2.3 机床左支座的工艺路线分析与制定 (9) 2.3.1 工序顺序的安排的原则 (9) 2.3.2 工艺路线分析及制定 (9) 2.4 机械加工余量 (11) 2.4.1 影响加工余量的因素 (12) 2.4.2 机械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的确定 (12) 2.5 确定切削用量及基本工时 (14) )mm孔大端端面 (14) 2.5.1 工序一粗铣?80H9(087.0 2.5.2 工序二粗镗?80H9内孔 (17) 2.5.3 工序三精铣?80H9大端端面 (18) 2.5.4 工序四精镗?80H9内孔 (19) 第3章专用夹具设计 (21) 3.1 定位基准及定位元件的选择 (21) 3.2 切削力及夹紧力的计算 (21) 3.3 定位误差分析与计算 (22) 3.4 夹具设计及操作的简要说明 (23) 心得体会 (24) 参考文献 (25) 附录 (26)

小型液压机液压系统课程设计

$ 攀枝花学院 学生课程设计(论文) 题目:小型液压机的液压系统 学生姓名: vvvvvv 学号: vvvvvvvv < 所在院(系):机械工程学院 专业: 班级: 指导教师: vvvvvv 职称: vvvv # 2014 年 06 月 15 日 攀枝花学院教务处制

》 攀枝花学院本科学生课程设计任务书

目录 前言 (1) 一设计题目 (2) 二技术参数和设计要求 (2) 三工况分析 (2) 四拟定液压系统原理 (3) . 1.确定供油方式 (3) 2.调速方式的选择 (3) 3.液压系统的计算和选择液压元件 (4) 4.液压阀的选择 (6) 5.确定管道尺寸 (6) 6.液压油箱容积的确定 (7) 7.液压缸的壁厚和外径的计算 (7) 8.液压缸工作行程的确定 (7) [ 9.缸盖厚度的确定 (7)

10.最小寻向长度的确定 (7) 11.缸体长度的确定 (8) 五液压系统的验算 (9) 1 压力损失的验算 (9) 2 系统温升的验算 (11) 3 螺栓校核 (11) 总结 (13) : 参考文献 (14)

前言 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言,液压传动具有输出力大,重量轻,惯性小,调速方便以及易于控制等优点,因而广泛应用于工程机械,建筑机械和机床等设备上。 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段,液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比,液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势,因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备,适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途﹑特点和要求,利用液压传动的基本原理,拟定出合理的液压系统图,再经过必要的计算来确定液压系统的参数,然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置,外形新颖美观,动力系统采用液压系统,结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关,可实现半自动工艺动作的循环。

课程设计论文热处理工艺设计

目录 第一章 热处理工设计目的 (1) 第二章 课程设计任务 (1) 第三章 热处理工艺设计方法 (1) 3.1 设计任务 (1) 3.2 设计方案 (2) 3.2.1 12CrNi3叶片泵轴的设计的分析 (2) 3.2.2 钢种材料 (2) 3.3设计说明 (3) 3.3.1 加工工艺流程 (3)

3.3.2 具体热处理工艺 (4) 3.4分析讨论 (11) 第四章 结束语 (13) 参考文献 (14)

12CrNi3叶片泵轴的热处理工艺设计 一. 热处理工艺课程设计的目的 热处理工艺课程设计是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课设计练习,是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。其目的是: (1)培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力,并使其所学知识得到巩固和发展。 (2)学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。 (3)进行热处理设计的基本技能训练,如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 二. 课程设计的任务 进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。根据零件的技术要求,选定能实现技术要求的热处理方法,制定工艺参数,画出热处理工艺曲线图,选择热处理设备,设计或选定装夹具,作出热处理工艺卡。最后,写出设计说明书,说明书中要求对各热处理工序的工艺参数的选择依据和各热处理后的显微组织作出说明。 三. 热处理工艺设计的方法 1. 设计任务 12CrNi3叶片泵轴零件图如图3.1

图3.1 12CrNi3叶片泵轴 2、设计方案 2.1.工作条件 叶片泵是由转子、定子、叶片和配油盘相互形成封闭容积的体积变化来实现泵的吸油和压油。叶片泵的结构紧凑,零件加工精度要求高。叶片泵转子旋转时,叶片在离心力和压力油的作用下,尖部紧贴在定子内表面上。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积,先由小到大吸油再由大到小排油,叶片旋转一周时,完成两次吸油与排油。泵轴在工作时承受扭转和弯曲疲劳,在花键和颈轴处收磨损。因此,要求轴有高的强度,良好的韧性及耐磨性。 2.1.1失效形式 叶片泵轴的主要失效形式是疲劳断裂,在花键和轴颈处可能发生工作面的磨损、咬伤,甚至是咬裂。 2.1.2性能要求 根据泵轴的受力情况和失效分析可知 ,叶片泵轴主要是要求轴具有高的强度,良好的韧性及耐磨性,以保证轴在良好的服役条件下长时间的工作。 2.2钢种材料 12CrNi3A钢属于合金渗碳钢,比12CrNi2A钢有更高的淬透性,因此,可以用于制造比12CrNi2A钢截面稍大的零件。该钢淬火低温回火或高温回火后都具有良好的综合力学性能,钢的低温韧性好,缺口敏感性小,切削加工性能良好,当硬度为HB260~320时,相对切削加工性为60%~70%。另外,钢退火后硬度低、塑性好,因此,既可以采用切削加工方法制造模具,也可以采用冷挤压成型方法制造模具。为提高模具型腔的耐磨性,模具成型后需要进行渗碳处理,然后再进行淬火和低温回火,从而保证模具表面具有高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧性,该钢适宜制造大、中型塑料模具。12CrNi3高级渗碳钢的淬透性较高 ,退火困难。由于不渗碳表面未经镀铜防渗 ,因此渗碳后进行低温回火 , 降低硬度 , 便于切去不渗碳表

液压压力机设计

毕业设计(论文)开题报告 题目: 35吨液压压力机设计 学生姓名:学号: 专业:机械设计制造及其自动化 指导教师: 2014 年4月8日

1文献综述 1.1液压压力机的发展与研究现状 压力机的发展历史只有100年。压力机是伴随着工业革命的的进行而开始发展的,蒸汽机的出现开创了工业革命的时代,传统的锻造工艺和设备逐渐不能满足当时的要求。因此在1839年,第一台蒸汽锤出现了。此后伴随着机械制造业的迅速发展,锻件的尺寸也越来越越大,锻锤做到百吨以上,即笨重又不方便。在1859-1861年维也纳铁路工厂就有了第一批用于金属加工的7000KN、10000KN和12000KN的液压机,1884年英国罗切斯特首先使用了锻造钢锤用的锻造液压机,它与锻锤相比具有很好的优点,因此发展很快,在1887-1888年制造了一系列锻造液压机,其中包括一台40000KN的大型水压机,1893年建造了当时最大的12000KN的锻造水压机。在第二次世界大战后,为了迅速发展航空业。美国在1955年左右先后制造了两台31500KN和45000KN大型模锻水压机。 近二十年来,世界各国在锻造操作机与锻造液压机联动机组,大型模锻液压机,挤压机等各种液压机方面又有了许多新的发展,自动测量和自动控制的新技术在液压机上得到了广泛的应用,机械化和自动化程度有了很大的提高。再来看一下我国的情况,在解放前,我国属于半殖民地半封建社会的国家,没有独立的工业体系,也根本没有液压机的制造工业,只有一些修配用的小型液压机。解放后我国迅速建立独立自主的完整的工业体系,同时仿造并自行设计各种液压机,同时也建立了一批这方面的科研队伍。到了六十年代,我国先后成套设计并制造了一些重型液压机,其中有300000KN的有色金属模锻水压机,120000KN有色金属挤压水压机等。特别是近十年来,又有了一些新的发展。比如,设计并制造了一批较先进的锻造水压机,并已向国外出口,与此相应的,我国也陆续制造了各种液压机的系列及零部件标准。但是,我们也应清楚地意识到我们与发达国家相比还有很大的差距,还不能满足国民经济和国防建设的需要。许多先进的设备和大型机仍需进口,目前应充分发挥我们的优势,加强我国在这方面的竞争力,这不仅是有助于我们从制造业大国向制造业强国的转变也是国家安全的需要。 1.2 液压压力机的应用 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段,液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用[1]。与其他传动控制技术相比,液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势,因而使其成为现代机械工程的基本技术构

现代表面工程与技术概述

现代表面工程与技术 Modern Surface Engineering and Technology 什么是表面工程? 表面工程是将材料的表面与基体一起作为一个系统进行设计,利用各种表面技术,使材料的表面获得材料本身没有而又希望具有的性能的系统工程。 第一章表面技术概论 表面技术是直接与各种表面现象或过程相关的,能为人类造福或被人们利用的技术----宽广的技术领域。 一、使用表面技术的目的 1、提高材料抵御环境作用能力。 2、赋予材料表面功能特性。 3、实施特定的表面加工来制造构件、零部件和元器件。 途径: 表面涂覆:各种涂层技术(电镀、化学镀、热渗镀、热喷涂、堆焊、化学转化膜、涂装、气相沉积、包箔、贴片)。 表面改性:喷丸强化、表面热处理、化学热处理、激光表面处理、电子束表面处理。 二、表面技术的分类 1、按作用原理 (1)原子沉积 电镀、化学镀、物理、化学气相沉积 (2)颗粒沉积 热喷涂、搪瓷涂敷 (3)整体覆盖 包箔、贴片 (4)表面改性 2、按使用方法 (1)电化学法 电镀、电化学氧化(阳极氧化) (2)化学法 化学转化膜、化学镀 (3)真空法 物理、化学气相沉积、离子注入 (4)热加工法 热浸镀、热喷涂、化学热处理、堆焊 (5)其它方法 涂装、机械镀、激光表面处理

三、表面技术的应用 1、广泛性和重要性 (1)广泛性 内容广 基材广 种类多 遍及各行业,用于构件、零部件、元器件,效益巨大 (2)重要性 ?改善耐腐蚀、磨损、氧化、疲劳断裂、辐照损伤 ?提高产品长期运行可靠性、稳定性 ?满足特殊要求(必不可少或唯一途径)

?生产各种新材料、新器件(在制备临界温度超导膜、金刚石膜、纳米多层膜、纳米粉末、纳米晶体材料、多孔硅中起关键作用;又是许多光学、微电子、磁性、化学、生物等功能器件研究和生产的基础) 2、在结构材料及构件和零部件上的应用 表面技术作用:防护、耐磨、强化、修复、装饰 3、在功能材料和元器件上的应用 制造装备中具独特功能的核心部件。 表面技术可制备或改进一系列功能材料及元器件 物理特性: ?光学 反射镜材料,防眩零件 ?热学 散热材料,耐热涂层,吸热材料 ?电学 表面导电玻璃,绝缘涂层 ?磁学 磁记录介质,电磁屏蔽材料,磁泡材料 化学特性: 分离膜材料 4、在人类适应、保护和优化环境方面的应用 (1)净化大气 原料、燃料→CO2、NO2、SO2 措施:回收、分解 方法:制备触媒载体(钯炭、铂炭、钌炭、铑炭) (2)净化水质 制备膜材料,处理污水、化学提纯、水质软化、海水淡化 (3)抗菌灭菌 TiO2(粉状、粒状、薄膜状)可将污染物分解 ?当光照射半导体化合物时,并非任何波长的光都能被吸收和产生激发作用,只有能量E满足式(1)的光量子才能发挥作用。 ?光子波长 h-普朗克常数,4.138×10-15 eV·s; c-真空中光速,2.998×1017 nm/s 锐钛型TiO2的Eg = 3.2eV ?在TiO2粒子表面上,有还原作用;产生氧化作用。 在界面处的还原作用:

课程设计说明书(V型动导轨)

辽宁工程技术大学 课程设计 题目:V形动导轨5H6槽加工夹具设计 班级:机械07-7班 姓名:谢克淼 指导教师:滑有录 完成日期:2010.7.2

课程设计任务书 一、设计题目 设计“V形动导轨”零件加工工艺规程及加工5H6槽专用夹具 二、原始资料 (1) 被加工零件的零件草图1张 (2) 生产类型: 大批量生产 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图1张 (2) 工件的毛坯图1张 (3) 机械加工工艺过程卡片1张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张 (5) 夹具装配图1张(7) 课程设计说明书(5000-8000字)1份 说明书主要包括以下内容(章节) ①目录 ②摘要(中外文对照的,各占一页) ③零件工艺性分析 ④机械加工工艺规程设计 ⑤指定工序的专用机床夹具设计 ⑥方案综合评价与结论 ⑦体会与展望 ⑧参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等,10条以上) 课程设计说明书一律用A4纸、纵向打印. 四、进度安排(参考) (1) 熟悉零件,画零件图2天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片5天 (3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图)9天 (4) 编写说明书3天 (5) 准备及答辩2天

五、指导教师评语 成绩: 指导教师 日期 成绩评定 采用五级分制,即优秀、良好、中等、及格和不及格。 优秀:设计方案合理并新颖,设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想; 良好:设计方案合理,设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想; 中等:设计方案一般,设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显; 及格:设计方案不完善,存在一些小错误,说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够: 不及格:设计方案有严重错误,设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。

小型液压机的液压系统课程设计

小型液压机的液压系统课程设计

学生课程设计(论文) 题目:小型液压机的液压系统 学生姓名: vvvvvv 学号:vvvvvvvv 所在院(系):机械工程学院 专业: 班级: 指导教师:vvvvvv 职称:vvvv 2014 年06 月15 日

课程设计任务书 题 小型液压机的液压系统设计 目 1、课程设计的目的 液压系统的设计和计算是机床设计的一部分。设计的任务是根据机床的功用、运动循环和性能等要求,设计出合理的液压系统图,再经过必要的计算,确定液压系统的主要参数,然后根据计算所得的参数,来选用液压元件和进行系统的结构设计。 使学生在完成液压回路设计的过程中,强化对液压元器件性能的掌握,理解不同回路在系统中的各自作用。能够对学生起到加深液压传动理论的掌握和强化实际运用能力的锻炼。

2、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等) 要求学生在完成液压传动课程学习的基础上,运用所学的液压基本知识,根据液压元件、各种液压回路的基本原理,独立完成液压回路设计任务。 设计一台小型液压机的液压系统,要求实现的工作循环:快速空程下行——慢速加压——保压——快速回程——停止。快速往返速度为4m/min,加压速度为40-250mm/min,压制力为300000N,运动部件总重量为20000N。。设计结束后提交:①5000字的课程设计论文;②液缸CAD图纸2号一张;③三号系统图纸一张。 3、主要参考文献 [1]左健民.液压与气压传动.第 2 版.北京机械工业出版社2004. [2]章宏甲.液压与气压传动.第 2 版.北京机械工业出版社2001. [3]许福玲. 液压与气压传动. 武汉华中科技大学出版社2001. [4]张世伟.《液压传动系统的计算与结构设计》.宁夏人民出版社.1987. [5]液压传动手册. 北京机械工业出版社2004.

表面工程技术的作用

表面工程技术的作用 表面工程技术的作用是多种多样的,但其最重要的作用为提高金属机件的耐蚀性、耐磨 性及获得电、磁、光等功能性表面层。 1) 腐蚀保护性即可以提高基体材料的耐大气、海洋大气、天然水及某些酸碱盐的腐蚀作 用。例如若在钢构件上喷涂一层8515AI15合金,可使构件在海水中耐腐蚀20 - 40年。 2) 抗磨性包括抗磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损等。例如若在刀具表面镀上一层 TiC、TiN或Al 203薄膜,成为防止钢屑粘结的表面薄层,从而提高刀具寿命3 - 6倍。 3) 电性能包括绝缘性、导电性等。 4 ) 耐热性包括抗高温氧化、热疲劳等性能。 5) 光学特性包括反光性、光选择吸收性、吸光性等性能。 6) 电磁特性包括磁性、半导体性、电磁屏蔽性等性能。 7) 密封性。 8) 装饰性包括染色性、光泽性等性能。 9) 其它表面特性诸如耐疲劳性、保油性、可焊接性等性能。 表面技术的应用使基体材料表面具有原来没有的性能,这就大幅度地拓宽了材料的应用领域,充分发挥了材料的潜力。举例如下: 1) 可用一般的材料代替稀有的、昂贵的材料制造机器零件,而不降低甚至超过原机件的质 量。 2) 可以把两种以上的材料复合,各取所长,解决单一材料解决不了的问题。 3) 延长在苛刻条件下服役机件的寿命。 4) 大幅度提高现有机件的寿命。 5) 赋予材料特殊的物理、化学性能,有助于某些尖端技术的发展。

6) 可成功地修复磨损、腐蚀的零件。 表面工程技术的分类 表面工程技术目前还没有统一的分类办法,但一般均认为表面工程技术包括表面涂镀技术、 表面扩渗技术和表面处理技术三个领域。表面涂镀技术是将液态涂料涂敷在材料表面,或者 将镀料原子沉积在材料表面,从而获得晶体结构、化学成分和性能有别于基体材料的涂层或镀层,此类技术有有机涂装、热?镀、热喷涂、电镀、化学镀和气相沉积等;表面扩渗技术是将原子渗入(或离子注入)基体材料的表面,改变基体表面的化学成分,从而达到改变其 性能,它主要包括化学热处理、阳极氧化、表面合金化和离子注入等;表面咫理技术是通过 加热或机械处理,在不改变材料表层化学成分的情况下,使其结构发生变化,从而改变其性 能,常用的表面处理技术包括表面淬火、激光重熔和喷丸等。可见,表面工程技术远远超出 了最初的化学热处理、电镀的范畴。 表面工程技术发展的主攻方向 目前,对新型金属表面技术主要集中力量开发的为以下三方面技术:

行星齿轮的防腐耐磨表面工程课程设计

行星齿轮的表面耐磨防腐工艺设计 1 行星齿轮服役条件分析 对于汽车减速器部的行星齿轮(如图1,图2)来说,一般都是在较低的载荷下工作,齿轮在传递动力及改变速度的过程中,周期的收到弯曲应力和接触应力以及摩擦力的作用。齿面与齿根在上述应力的作用下导致失效,会出现齿面磨损,主要是咬合齿面相对滑动时相互摩擦的结果,其类型主要有氧化磨损,胶合磨损和磨粒磨损。还会出现较为严重的齿轮折断,大多数情况下是在交变弯曲应力作用下齿根产生疲劳破坏的结果,也可能是超载脆性折断。 图1 汽车减速器部行星齿轮

图2 行星齿轮的设计图 2 行星齿轮所需性能 行星齿轮作为机械传动系统的关键部件,直接影响汽车的传动装置,齿轮性能的好坏直接影响着传动系统的使用寿命。因此,对其运行过程中的要求越来越高,对于高速重载齿轮来说,要求就更高,不但要求齿轮表面要有较高的硬度、耐磨性、接触疲劳强度以及较好的心部韧性,以及较好的耐腐蚀性。通过服役条件的分析综合考虑行星齿轮应具备如下性能:1、耐腐蚀性强2、耐磨性好3、表面硬度高4、耐高温。 行星齿轮所用材料一般选用20CrMnTi,需要经过正确的热处理才能保证其心部的强度韧性,本次工艺设计主要针对的是行星齿轮的表面耐磨防腐性能。 3 工艺选择与设计 目前,行星齿轮的表面处理工艺主要有化学镀镍和电镀镍。 3.1化学镀镍与电镀镍的优缺点 (1)电镀镍 电镀镍是将零件浸入镍盐的溶液中作为阴极,金属镍板作为阳极,接通直流电源后,在零件上就会沉积出金属镍镀层。 电镀镍的优点是镀层结晶细致,平滑光亮,应力较小,与瓷金属化层结合力

强。 电镀镍的缺点是: ①受金属化瓷件表面的清洁和镀液纯净程度的影响大,造成电镀后金属化瓷件的缺陷较多,例如起皮,起泡,麻点,黑点等; ②极易受电镀挂具和在镀缸中位置不同的影响,造成均镀能力差,此外金属化瓷件之间的相互遮挡也会造成瓷件表面有阴阳面的现象; ③对于形状复杂或有细小的深孔或盲孔的瓷件不能获得较好的电镀表面; ④需要用镍丝捆绑金属化瓷件,对于形状复杂、尺寸较小、数量多的生产情况下,需耗费大量的人力。 (2)化学镀镍 化学镀镍是一种不加外在电流的情况下,利用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到镍层,当镍层沉积到活化的零件表面后由于镍具有自催化能力,所以该过程将自动进行下去。一般化学镀镍得到的为合金镀层,常见的是Ni-P合金和Ni-B合金。 化学镀镍的优点是不需要电流电源设备,厚度均匀致密,针孔少,均镀性好,仿真能力强,能在复杂零件表面沉积,深镀能力强,抗蚀性能好,镀镍的速度快,镀层厚度可达10~50,um,镀层在烧氢后无起皮、镍泡等缺陷。 化学镀镍的缺点是 ①镀层为非晶态的层状结构,虽然进行热处理后,镀层结晶化,其层状结构逐渐消失,但是对瓷一金属封接件的抗拉强度有所降低; ②镀液的成本高,寿命短,耗能大; ③镀液对杂质敏感,需经常处理,因而使工艺的可操作性变的相对复杂 我此次的工艺设计就是针对高质量的行星齿轮所设计,因此综合考虑到行星齿轮的性能需求以及针对产品对其防腐性能和耐磨性能的高要求,选择了化学镀镍工艺。化学镀镍相对于电镀有如下优势: 1)镀层厚度非常均匀,无明显的边缘效应,镀层的表面光洁平整、美观。 2)镀层致密,镀层针孔少甚至无孔,耐蚀性远高于电镀镍,表层硬度高,耐磨性好。

双面钻通孔卧式组合机床液压传动课程设计

课程设计说明书设计题目:双面钻通孔卧式组合机床液压进给系统 及液压夹紧装置 系别:机械 专业班:09机自职2 姓名:冯强 指导老师:严明霞 湖北工业大学 2012年6月4日 课程设计任务书 机械系机自专业09 机自职 2 班 姓名:冯强 题目:双面钻通孔卧式组合机床液压进给系统及液压夹紧装置 课程设计内容与要求: 题目:设计一台双面钻通孔卧式组合机床液压进给系统及液压夹具装置.机床的工作循环为: 工件加紧→左右动力部件快进→左右动力部件工进→左动力部件快退→’右动力部件继续工进→左动力部件停止,右动力部件快退→右动力部件停止→工件松开.工件加紧力为8000N,左右切削负载皆为15000 N,左右动力部件重力皆为9800 N,快进,快退速度为5m/min,快进行程为100mm,工进速度为30~200mm/min,左动力部件工进行程为50mm,右动力部件工进行程为80mm。往复运动的加速,减速时间为0.2s,滑台为平导轨,静,动摩擦系数分别为0.2,0.1。 课程设计开始日期2012年5月20日指导老师:严明霞 课程设计完成日期2012年6月3日

摘要 力滑台(HY4A—1),自动化程度高,定位、夹紧均有液压系统实现,进工作进给的左右滑台也可组合机床是由通用部件及某些专用部件所组成的高效率和自动化程度较高的专用机床。她能完成钻,镗,铣端面,倒角,攻螺纹等加工和工件的转位,定位,加紧,输送等动作。通用部件按功能可分为动力部件,支撑部件,输送部件,控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件,主要有动力箱,切削头和动力滑台。卧式双面组合机床液压进给系统及液压夹具装置是用来控制液压动力滑台的,通过动力滑台来实现组合机床的各个动作从而完成工件的加工。液压系统中有四个液压缸,其中两个为工作进给缸,一个定位缸,一个加紧缸。该系统中采用标准液压动同时实现工 作循环。 关键词:组合机床、高效率、自动化、动力滑台、液压系统 ABSTRACT Power sliding table ( HY4A - 1), a high degree of automation, positioning, clamping has hydraulic system, into the feed side table can also be combined machine tool is composed of common parts and some special components of high efficiency and high degree of automation for machine tool. She can finish drilling, boring, milling, chamfer, tapping and other processing of the workpiece and the transposition, positioning, intensify, conveying movement. General components can be classified according to the functions of power components, supporting parts, conveyor components, control components and auxiliary components of five kinds. Power unit for modular machine tool with main movement and feed movement of the parts, the main driving force for box, cutting head and a power sliding feed table. The horizontal-type two-sided combination machine tool hydraulic feed system and hydraulic clamp device is used to control the hydraulic power sliding table, the power sliding table to realize the combination of machine tools of various actions to complete the processing of the workpiece. The hydraulic system of four hydraulic cylinders, two of which as the feed cylinder, a positioning cylinder, a press cylinder. The system uses the standard hydraulic pneumatic and Realization For loop. 绪论 液压技术是现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素,

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