超高速激光熔覆是指金属合金粉末经激光辐照后,与基体表层同时熔化熔融,并快速冷却凝固后形成表面合金层。常规的激光熔覆过程中,激光能量主要用于熔化基体材料形成熔池,粉末注入熔池后熔化,再凝固形成防护涂层。超高速激光熔覆技术在本质上改变了粉末的熔化位置,使粉末在零件上方就与激光交汇发生熔化,随之均匀涂覆在零件表面。

针对45钢三维点式感应淬火工艺进行参数设计，建立点式感应淬火过程的电磁场及温度场的非线性偏微分方程组，在有限元软件ANSYS中使用耦合场分析的方法实现了对加热功率为36kw，电流频率为50kHz的感应热处理工艺的数值模拟。结果表明，在综合考虑表面组织完全奥氏体化及感应加热效率的情况下，该工艺的最佳加热时间约为2s。通过模拟分别得到使用冷却水和冷却油作为冷却介质时的感应淬火过程中的温度变化规律，结合45钢的连续冷却转变曲线，以马氏体转变临界冷却速度为判断依据，对淬火后工件表面组织进行预测，结果表明两种淬火条件均可以实现表面组织马氏体转变，实现工件的表面强化，且淬硬深度均约为1．0mm。

研究了采用超声深滚处理（UDR）对钛合金（TC4）试件表面形貌和表面粗糙度的影响.采用扫描电子显微镜观察分析了超声深滚处理前后的试件表面形貌,采用表面粗糙度仪分析研究了强化处理前后的表面粗糙度变化.结果表明,超声深滚处理可以显著降低机加工痕迹,消除表面微损伤,大幅降低表面粗糙度,可使表面粗糙度由Ra 2.32 m降低到Ra 0.11 m.

表面织构化是提升机械密封性能的有效途径,合适的密封副材料是保证机械密封长寿命、高可靠性运行的先决条件。为获得基于不同密封副材料的表面织构设计原则,选取硬质合金/碳石墨、硬质合金/碳化硅两类密封副材料,在硬质合金密封环端面加工不同参数的直线型、V型槽表面织构,研究其润滑和密封特性。结果表明,对于硬质合金/碳石墨密封副,在密封端面加工面积率为4%、(θ,β)参数为(-30°, 60°)的V型沟槽织构具有较优的减摩和抑制泄漏效果;对于硬质合金/碳化硅密封副,织构化密封端面能显著降低摩擦因数和启动力矩、促进密封端面热量排散、且不会增加泄漏,面积率为6%直槽型织构效果最优。进一步揭示了织构类型和排布形式对润滑和密封性能的作用机理,为不同工况下密封副端面织构化设计提供了参考。

刷式密封能够提升各类透平机械的性能,近年来航空发动机对刷式密封提出了更高的工作温度要求。为研究高温条件下跑道对刷丝尖端的磨损作用,针对性地研制基于电磁加热原理的刷式密封高温磨损试验设备,并成功完成GH5605材料的刷封试样与转子跑道之间的高温高速磨损试验,试验温度达到700℃,试验线速度达到100 m/s。为研究刷丝柱面的高温摩擦磨损行为,基于SRV摩擦磨损试验机开展刷丝柱面模拟磨损试验。研究结果表明:刷丝尖端与跑道耐磨涂层之间的磨损机理以磨粒磨损为主,随着跑道温度升高,刷丝尖端附着的氧化物增加,并可使刷丝柱面产生粗糙氧化层;温度对刷丝柱面的磨损行为有显著影响,常温条件下刷丝柱面呈现出显著的黏着磨损特征,在300℃和700℃的试验温度条件下,氧化现象削弱了刷丝柱面的黏着磨损作用,并使其摩擦因数和磨损速率降低。研...

煤矿综采液压支架是控制采煤工作面矿山压力的大型核心装备,是现代采煤作业安全防护、作业空间扩大和采煤效率提高的关键,主要由液压件(立柱、千斤顶)、承载结构件(顶梁、掩护梁和底座等)、推移装置、控制系统和其他辅助装置组成,往往在极其恶劣复杂的矿井环境中服役,局部容易发生变形损伤、疲劳和腐蚀。对其关键部件进行失效分析及剩余寿命评估,是推动整机再制造和促进绿色循环经济发展的基本前提条件。对顶梁、底座、连杆、立柱等关键部件的失效形式及原因进行综述与分析,指出结构件的失效原因分析需要受到更多关注。总结支架寿命评估的研究现状,指出目前的研究集中在设计阶段的强度校核和寿命预估上,而关于服役了一段时间的支架的剩余寿命研究仍是空白。最后提出基于断裂力学利用有限元模拟进行剩余寿命评估的发展趋势。

近年来,高硬度、低摩擦、高耐磨性的类金刚石（Diamond like carbon,DLC）膜引起了国内外学术界和工业界极大的研究兴趣,尤其是它的超低摩擦行为。首先从宏观和微观角度分析了DLC膜超低摩擦的起源,研究发现DLC膜的微观结构和测试环境是影响DLC膜实现超低摩擦的主要因素,而DLC膜的微观结构由其制备工艺决定。然后系统讨论了制备工艺（包括制备方法、反应气源、掺杂元素和基体材料等）和测试环境（包括真空与干燥惰性气体环境、潮湿环境、高温环境、载荷和滑动速度等）对DLC膜超低摩擦行为的影响规律。最后归纳分析了目前对DLC膜超低摩擦机理的几种解释,指出DLC膜作为超低摩擦材料仍需解决的问题及未来的研究趋势。

再制造评价作为绿色再制造工程的设计基础,是开展再制造的前提。为了判断机械设备零部件是否适合进行再制造,在分析机械产品再制造过程的基础上,建立了涵盖技术、经济和环境方面共12个指标的再制造评价指标体系;基于层次分析法,构建了以再制造评价综合指数为目标层的再制造评价层次结构模型。结合专家评分法,创造性地提出了再制造评价点阵图模型,对专家打分结果进行数据可视化处理,然后量化评价指标,计算指标权重和影响系数,从而得到再制造评价综合指数。以汽轮机长叶片为工程案例,利用再制造评价点阵图模型进行再制造评价,得到再制造评价综合指数为0.83,表明该叶片具有良好的可再制造性。结果表明,再制造评价点阵图模型具有指标全面、结果直观和流程规范的特点,可为再制造生产提供重要的信息支撑和决策依据。

针对氮化气缸套由于自身存在表面应力高、易变形等使其难以满足高强化内燃机气缸套要求的问题,以氮化气缸套-PVD活塞环为研究对象,采用Nd-YAG脉冲激光器在氮化气缸套表面进行织构化处理,研究脉冲激光参数对气缸套表面微织构微坑形貌及面积占有率对摩擦副摩擦磨损性能的影响,并分析其影响机制。发现织构微坑直径随激光能量密度、脉冲次数、离焦量增加而增大,而微坑深度随能量密度、脉冲个数、离焦量的增加呈先增大后减小的趋势。不同面积占有率织构对气缸套-活塞环摩擦副均具有减摩耐磨作用,与无织构缸套摩擦副相比,微织构气缸套的摩擦因数降低10.07%~1.58%;磨损量降低26.71%~46.19%;微织构气缸套对应的活塞环试样磨损量降低10.12%~50.19%;微织构气缸套的拉缸时间提高了2.1~2.8倍。最低摩擦因数和磨损量及最佳抗拉缸性能均在面积占有率为10%的织...

液压阀是控制工程机械行动与工作的关键元件。由于工程机械结构复杂、工作条件恶劣、工作环境和工作介质多变，每年发生故障失效的液压阀数量巨大。这些失效的液压阀往往被当作废品进行回炉再利用，其中的附加值绝大部分被浪费掉，同时消耗大量资源。再制造产业的日益成熟可以有效的解决这一问题。通过回收大量失效的液压阀，利用专业化的处理方式对其进行批量化修复、性能升级，使得失效的液压阀恢复原有的性能。文章对工程机械液压阀的失效模式以及再制造工艺流程进行了介绍，并对再制造液压阀的经济效益、资源效益和环境效益三方面进行深入分析。结果表明，工程机械再制造液压阀不仅可以恢复原产品的质量和性能，缩短生产周期，并且能够节约成本55％，节能85％，节材90％。