孙瑞峰
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张晓兵
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曹文斌
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巩水利
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张晓鹏
稀有金属材料与工程
采用毫秒激光和皮秒激光在带热障涂层的镍基单晶合金上加工了气膜孔,对比研究了长脉冲与超短脉冲加工对热障涂层及金属基体孔壁形貌的影响.实验发现,波长1064 nm的毫秒激光在试样表面产生的能量密度直接影响到陶瓷层的加工.以2866 J/cm2的能量密度从陶瓷面加工,陶瓷面的熔化所需要的热积累时间长,热量会传导至高温金属,产生类似熔池的热影响;而从金属面加工则由于陶瓷是最后加工的材料,有足够的热积累时间熔化陶瓷涂层,从而直接打通小孔.当毫秒激光的能量密度提高至6369 J/cm2时,热量在涂层中的积累速度加快,陶瓷材料能够快速熔化,从而避免了金属基体先于陶瓷熔化的现象,同时,加工过程中熔化后的陶瓷会经过孔通道,从而出现附着在孔壁上的现象.采用皮秒激光加工陶瓷涂层仅需要能量密度达到32 J/cm2,皮秒激光旋切制孔是将小孔圆周上的材料全部剥蚀掉,直至孔打通,而孔内的材料会从孔中掉出.皮秒激光加工中产生的等离子体冲击力会引起涂层的开裂,由于热障涂层制备方法不同引起涂层中的裂纹方向有所不同,等离子喷涂制备的涂层为层状结构,裂纹易沿平行于表面方向生长,而EB-PVD制备的涂层为柱状晶结构,裂纹多出现在柱状晶的间隙.
关键词:
激光
,
皮秒
,
制孔
,
热障涂层
,
微裂纹
温泉
,
郭东明
,
高航
,
王奔
复合材料学报
碳纤维/环氧树脂(C/EP)复合材料制孔毛刺和撕裂缺陷,对构件的装配精度影响较大.为了揭示C/EP复合材料制孔毛刺和撕裂缺陷的形成机制,采用微米划痕试验研究沿不同纤维方向切削加工时材料的破坏去除过程,并用FEI公司Quanta 200环境扫描电镜对划切后的沟槽及切屑的形貌进行观察分析.结果表明:当划切方向与纤维方向垂直时,划切力最大,较易产生撕裂缺陷;当划切方向与纤维方向呈30°、45°和60°时,划痕左侧纤维受到压头挤压向左退让并弯曲,产生锯齿形断裂,否则形成毛刺;划痕右侧纤维为避让压头发生较大的弯曲变形,纤维断裂均匀,不容易形成毛刺.理论分析和划痕试验结果表明:制孔加工时,纤维方向与刀具旋转方向成钝角的区域容易产生毛刺缺陷,与刀具旋转方向成锐角的区域边缘光滑,与刀具旋转方向垂直的区域容易形成撕裂缺陷;出口缺陷与试验结果一致.
关键词:
碳纤维/环氧树脂复合材料
,
划痕试验
,
毛刺
,
撕裂
,
制孔
曹波
,
高航
,
鲍永杰
,
鲍子成
,
陈广华
复合材料学报
对中高体积分数碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料制孔崩边缺陷进行了三维试验观测和统计分析,建立了制孔崩边缺陷模型,提出了一种基于崩边体积的SiCp/Al复合材料崩边缺陷程度评价方法.研究结果表明:崩边缺陷是SiCp/Al复合材料制孔的主要缺陷,且崩边缺陷主要产生在制孔出口处.采用该方法能够对不同参数下的制孔崩边缺陷程度进行客观真实的评价,对优化制孔工艺参数具有一定的指导意义.
关键词:
SiCp/Al复合材料
,
制孔
,
崩边缺陷
,
模型建立
,
评价方法
温泉
,
郭东明
,
高航
,
赵冬
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151014.001
碳纤维/环氧树脂(C/E)复合材料在制孔过程中容易产生毛刺、撕裂和分层等多种加工损伤,对加工损伤进行合理有效的评价是复合材料构件经济性和可靠性的重要保证.针对现有纤维增强复合材料制孔损伤评价方法的单一性和局限性,首先,基于统计方法的相对指标法,提出了综合考虑毛刺、撕裂及分层损伤的C/E复合材料制孔损伤综合评价的新方法,建立了损伤因子的数学模型.随后,根据评价指标的关联性,采用刀具磨损试验确定了数学模型中的所有系数,以及判别C/E复合材料制孔质量合格与否的临界损伤因子值.最后,通过超声波探伤对提出的评价方法的准确性进行了验证.结果表明:采用提出的C/E复合材料制孔损伤综合评价方法,能够有效地反映和评价不同加工参数下的制孔质量状况.
关键词:
碳纤维/环氧树脂复合材料
,
制孔
,
质量评价
,
损伤
,
评价方法
