Аддитивная обработка трением: Передовые методы модификации и ремонта поверхности

Откройте для себя потенциал аддитивной обработки трением с перемешиванием (AFSP) для модификации и ремонта поверхностей. Изучите основные процессы, преимущества и новые области применения AFSP для создания прочных, высокоэффективных материалов.

По сравнению с традиционными стратегиями сборки, обработка трущимися смесями предлагает важнейшие преимущества в качестве незагрязненного, энергосберегающего способа смешивания передовых поверхностных материалов. В этой статье мы намерены рассмотреть текущее состояние и ценные открытые двери, управляемые стоимостью одной из разновидностей контактной обработки смесей, известной как обработка смесей с добавлением решеток, или обработка с добавлением фрикционного перемешивания. Краткое описание системы AFSP и ее первое знакомство с основными стандартами.

Аддитивная обработка трением: Модификация и ремонт поверхности

Статья начинается с введения, в котором дается обзор аддитивной обработки трением с перемешиванием (AFSP) и ее значения для создания поверхности материалов. Затем подробно описывается технология аддитивной обработки трением с перемешиванием, рассказывается о процедуре обработки, ключевых границах процесса и конструкции инструмента. Далее внимание переключается на уточнение микроструктуры, обсуждается уточнение зерен в обрабатываемой зоне, влияние границ взаимодействия на зерна и роль геометрии инструмента.

Работа с решетчатыми смесями - это стратегия создания сильных состояний высокого уровня, которая постепенно используется для проектирования поверхности материалов. Эта инновационная техника улучшает микроструктуры, интегрирует композитные армирующие элементы и обеспечивает превосходную износостойкость для различных применений в аэрокосмическая промышленность и автомобильный Промышленность. Используя преимущества стандартов ограниченного экстремального пластического деформирования при повышенных температурах, обработка решетчатых смесей позволяет целенаправленно корректировать микроструктуры близких поверхностей наряду с рассеиванием поддерживающих частиц. Это позволяет создавать новые композитные слои, придающие металлическим поверхностям улучшенные свойства.

После этого рассматриваются ключевые перспективы, влияющие на микроструктурную доработку, а также методологии соединения композитных опор. Рассматриваются каркасы, изготовленные с помощью аддитивной фрикционной обработки с перемешиванием, содержащие металлические соединения с керамическими и углеродными частицами. Наконец, представлены развивающиеся приложения, ориентированные на изменение поверхности и фиксацию материала, в которых обработка решетчатых смесей с добавлением веществ демонстрирует многообещающий потенциал.

Добавлено вещество Стратегия обработки смеси для измельчения

Процедура обращения

Обработка шлифовальной смеси с добавками при помощи фрикционного перемешивания (AFSP) является сильным методом обработки состояния в свете стандартов обработки шлифовальной смеси Техника сварки. В AFSP нерасходуемое устройство со штифтом и буртиком поворачивается и погружается в обрабатываемый материал. В точке взаимодействия между поворотным буртиком и заготовкой возникает трение, вызывающее ограниченную пластификацию материала. Штифт инструмента смешивает пластифицированный материал, чтобы добиться смешивания и рассеивания любых поддерживающих частиц.

Эта обработка происходит ниже точки растворения материала, поэтому нежелательные воздействия, связанные с циклами стадии жидкости, например, пористость и затяжные напряжения, исключены. AFSP имеет преимущества перед традиционными методами регулировки поверхности, например, точность управления подачей тепла без изменения стадии. Прибор можно перемещать по подложке в таких пределах, что отдельные участки получают целенаправленную обработку. Это позволяет выполнять финишную обработку и проектирование на поверхности материала.

Границы процесса

Свойства и качества обработанных обработка поверхности однозначно зависят от границ, используемых при аддитивной обработке трением с перемешиванием. Основные контролируемые границы включают в себя скорость поворота устройства, скорость пересечения инструмента, прикладываемое усилие втулки, точку наклона устройства и глубину погружения штифта устройства. Эти границы влияют на возраст интенсивности на границе раздела инструмент-заготовка и на скорость деформации материала Ning. Скорость поворота влияет на интенсивность трения, в то время как скорость пересечения контролирует рассеивание тепла и скорость потока материала. Сила втулки прижимает инструмент к подложке. Правильная установка этих границ необходима для получения бездефектных поверхностей с улучшенными свойствами.

План инструментов

План инструмента для обработки фрикционным перемешиванием, особенно плечо и штифт, также влияет на результаты обработки. Большее расстояние между плечами увеличивает область контакта для теплового старения, но может также разрушать напряжения в аппарате. Профили штифтов, в том числе струнные, рифленые или профилированные, работают с более прочным материалом в отличие от прямых штифтов бочкообразной формы. Плечи инструмента могут быть спланированы с профилями, например, пергаментными или спиральными, чтобы сконцентрировать напряжения. Материалы инструментов с высокой прочностью, устойчивостью к излому и износостойкостью, такие как сталь H13 или карбид вольфрама, позволяют работать с более сложными материалами. Конфигурация инструмента оптимизируется с учетом свойств материала подложки и опорных дополнений, если таковые имеются.

Уточнение микроструктуры

Уточнение зерна в обрабатываемой зоне

Во время аддитивной обработки трением с перемешиванием экстремальные Пластиковые варианты оказывается на материале заготовки под плечом прибора. Поскольку материал подвергается такой экстремальной пластической деформации при повышенных температурах, возникающих на границе раздела заготовки с устройством, происходит динамическая рекристаллизация зерен. Это приводит к изменению основной крупнозернистой микроструктуры на более качественную, равноудаленную структуру зерен в зоне смешивания. Темп экстремального пластического деформирования и возраст интенсивности можно контролировать с помощью границ AFSP для достижения различных степеней измельчения микроструктуры. Более высокие скорости вращения, нагрузки на шарниры и скорости пересечения способствуют более значительной уникальной рекристаллизации из-за улучшения транспортировки материала и достижения более высоких гомологических температур.

Влияние границ взаимодействия на зерна

Размер зерен, достигаемый в зоне смешивания, однозначно зависит от выбранных границ AFSP. Исследования показали, что более высокие скорости вращения устройства, создавая большую интенсивность трения, приводят к более крупным рекристаллизованным зернам из-за более значительных возможностей для развития зерен при более высоких температурах. И наоборот, более высокая скорость перемещения устройства приводит к более быстрому охлаждению и обязывает к развитию зерен, что, соответственно, приводит к лучшему размеру зерен. Более того, такие факторы процесса, как усилие втулки, профиль штифта и количество проходов, дополнительно влияют на степень пластификации и рекристаллизации, а следовательно, и на последние характеристики зерен в поверхностях, обработанных AFSP.

Работа по математике аппаратного обеспечения

Математика аддитивной обработки трением с перемешиванием в устройстве v в целом влияет на достигнутую зернистую структуру, что объясняется ее влиянием на тепловой возраст и проводимость потока материала. Большее расстояние между плечами увеличивает поверхность контакта для подвода тепла во время обработки. Тем не менее, иногда это может усугубить развитие деформации. Штифты для инструментов с профилем, как у струнных или деревянных духовых, лучше переносят пластифицированный материал по сравнению с основными штифтами в форме трубки, улучшая рекристаллизацию. Многочисленные проходы инструментом могут дополнительно измельчить зерна, так как при каждом проходе пластик сильно скручивается. В общем и целом, оптимизированная конфигурация прибора, специально подобранная для конкретной подложки-основы, является основной для понимания наиболее полной степени изменения микроструктуры в процессе AFSP.

Изменение поверхности и производство композитов

Поддержка техники предохранителей

Для создания поверхностных композитов с помощью аддитивной обработки трением с перемешиванием необходимо, чтобы частицы поддержки были представлены и распределены внутри материала подложки. Обычные методы включают заполнение канавок, обработанных в подложке процессы обработки поверхности с поддержкой частиц перед обработкой. С другой стороны, организация отверстий или ямок с визуальными дефектами может быть загружена укреплениями. Техника заполнения борозды позволяет добиться наиболее значительной степени расширения опоры, поскольку заполненная выемка, таким образом, перемешивается во время AFSP. Еще одной методикой является простое наклеивание или разбрызгивание вспомогательных покрытий на поверхность подложки, однако достижение равномерного рассеивания может оказаться сложной задачей. Используемый метод наклеивания зависит от таких факторов, как форма выемки, качество молекул и свойства композита.

Созданные фреймворки

С помощью аддитивной обработки фрикционным перемешиванием в поверхностные композиты был изготовлен широкий ассортимент подложек и опор. Магниевые и алюминиевые композиты обычно используются в качестве подложек из-за их легкого веса и механических свойств. Укрепления включают в себя обожженные оксиды, такие как глинозем и кремнезем, которые повышают твердость и препятствуют износу. Карбиды, такие как карбид кремния и карбиды других металлов, повышают прочность. Частицы редкоземельных металлов в комбинации с магнием улучшают зернистость каркаса. Углеродные наноструктуры, такие как графен и углеродные нанотрубки, придают прочность маслу и электропроводность. Также исследуются межпородные смеси различных укреплений.

Свойства композитов

На свойства поверхностных композитов, полученных методом аддитивной фрикционной обработки с перемешиванием, существенное влияние оказывает измельчение зерен в микроструктуре основы, а также равномерное рассеивание и удержание частиц основы. Более качественные, более однородные зерна, а также меньшее количество сгруппированных частиц или оставленных точек соединения означают более высокую твердость, прочность и износостойкость по сравнению с неармированным материалом подложки. Границы, которые обновление микроструктуры Такие изменения, как более высокая скорость вращения устройства или большое количество проходов, способствуют улучшению свойств. Уровень прогресса также зависит от свойств, присущих выбранным частицам, и их способности к накоплению.

Материал Фикс Применение

Исправление объема

Обработка решетчатых смесей с добавками гарантирует устранение объемных деформаций в металлических конструкциях и деталях. Восполнение недостатков, оставшихся после разрывов, износа или дефектов, возникших во время предыдущих циклов сборки, может помочь восстановить базовую респектабельность. Шпоночные отверстия и сквозные разрывы по толщине в базовых комбинациях самолетов и автомобилей являются объектами для исправления с помощью аддитивной обработки трением с перемешиванием. Устойчивый режим расширения материала и улучшенное управление поперечными путями делают аддитивную обработку трением с перемешиванием подходящей для таких применений, в отличие от методов фиксации на основе неподвижных дюбелей.

Противодействие износу поверхности

AFSP постепенно применяется для улучшения износостойких жидкие металлические материалы и комбинированных поверхностей. Поддерживаемые композитные слои обеспечивают защиту подложек от эрозии и царапин. Поверхности, содержащие твердые частицы, полученные с помощью аддитивной фрикционно-спиртовой обработки, отличаются меньшим истиранием и износом в таких областях применения, как камеры, работающие под давлением, и контактные подушки автомобилей. Устранение и повторное покрытие поверхности с помощью AFSP препятствует истиранию деталей, увеличивая потенциальный срок службы. Это открывает заманчивые возможности для современного оборудования, двигателей и фундаментов, подверженных экстремальным трибологическим условиям.

Заключение

В целом, эрозионная обработка смесей с добавлением вещества стала гибким и выгодным методом, позволяющим контролировать изменение микроструктуры металлических подложек и создавать поддерживаемые композитные поверхностные слои. Эта передовая разновидность обработки решетчатой смесью использует преимущества стойкого расширения материала для решения уже существующих трудностей в области проектирования амальгам и деталей.

Улучшение смежных параметров обработки, таких как математика инструмента, скорость вращения и поперечная подача, дает удивительные шансы открыть истинные возможности аддитивной обработки трением с перемешиванием для полного соответствия свойств поверхности различным подложкам и опорным каркасам. В целом, области обработки решеток с добавлением веществ представляют собой сильные стороны для создания энергичных, превосходно выполненных поверхностных материалов за счет злоупотребления повышенными, ограниченными микроструктурными уточнениями и объединениями частиц, достижимыми только за счет негармоничной серьезной пластической деформации.

Вопросы и ответы

Вопрос: В чем существенное различие между завариванием смесей на решетке и затиранием смесей?

О: Контактная сварка используется для соединения сопоставимых или уникальных материалов, в то время как эрозионная сварка изменяет микроструктуру и свойства материала без соединения.

В: В каком диапазоне температур обычно происходит обработка смесей с добавлением эрозионных веществ?

О: Для большинства комбинаций алюминия аддитивная обработка трением с перемешиванием происходит в диапазоне 0,6-0,9 от температуры растворения материала, что позволяет избежать таких проблем, связанных с обработкой жидкой стадии, как пористость и остаточные отложения.

В: Как происходит консолидация опоры во время работы с контактной смесью с добавлением вещества?

О: Укрепления обычно представлены заполнением секций или отверстий, обработанных в поверхности подложки перед обработкой. По мере прохождения инструмента укрепления смешиваются и рассеиваются внутри пластифицированного материала сетки.