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一种基于视觉传感的高温合金叶片焊接修复装置及方法
实质审查的生效专利号: CN116493713A
申请人: 北京工业大学
发明人: 贾强;王义朋;郭福;全泽鑫;王乙舒
申请日期: 2023-05-11
公开日期: 2023-07-28
IPC分类:
B23K9/09
摘要:
本公开涉及一种基于视觉传感的高温合金叶片焊接修复装置及方法，其中，装置由脉冲弧焊电源、非熔化极焊枪、脉动送丝机、工业机器人、上位机控制器、PLC控制器、高速摄像机以及高温合金叶片组成，具体包括：脉冲弧焊电源分别与非熔化极焊枪和高温合叶金片电连接；非熔化极焊枪分别与工业机器人和高速摄像机连接，非熔化极焊枪钨极中心下方为高温合金叶片的表面中缺陷损伤去除凹坑的焊接熔池区域；上位机控制器分别与PLC控制器和高速摄像机电连接；PLC控制器分别与脉冲弧焊电源和脉冲送丝机电相连；高速摄像机用于对熔池图像进行传感。
主权项:
1.一种基于视觉传感的高温合金叶片焊接修复装置，其特征在于，由脉冲弧焊电源、非熔化极焊枪、脉动送丝机、工业机器人、上位机控制器、PLC控制器、高速摄像机以及高温合金叶片组成，其中：所述脉冲弧焊电源分别与所述非熔化极焊枪和高温合叶金片电连接，用于引燃电弧时形成导电回路；所述非熔化极焊枪分别与所述工业机器人和所述高速摄像机连接，用于执行运动和固定所述高速摄像机的位置，非熔化极焊枪钨极中心下方为所述高温合金叶片的表面中缺陷损伤去除凹坑的焊接熔池区域；所述上位机控制器分别与所述PLC控制器和所述高速摄像机电连接，用于给所述PLC控制器传输脉冲峰值持续时间Tp信号和脉动送丝持续时间TFp信号，或给所述PLC控制器传输脉冲基值持续时间Tb信号和脉动送丝停止时间信TFb信号，以及提取和传输所述高速摄像机拍摄的熔池图像信息；所述PLC控制器分别与所述脉冲弧焊电源和所述脉冲送丝机电相连，用于给所述脉冲弧焊电源传输脉冲峰值持续时间信号Tp或脉冲基值持续时间Tb信号，以及给所述脉冲送丝机传输脉动送丝持续时间TFp信号或脉动送丝停止时间TFb信号；所述高速摄像机用于对熔池图像进行传感。
调控等离子弧热力分布改善等离子增材制造中沉积层形貌装置和方法
实质审查的生效专利号: CN116652344A
申请人: 北京工业大学;
发明人: 张国凯;许志合;蒋凡;陈树君;徐斌;彭勇
申请日期: 2023-04-28
公开日期: 2023-08-29
IPC分类:
B23K10/02
摘要:
本发明公开了调控等离子弧热力分布改善等离子增材制造中沉积层形貌装置和方法，该装置是在等离子增材制造条件下，通过对电弧的热力分布动态控制，调节电弧的热力作用，影响电弧的热力分布和热输入作用范围以及熔池流动行为，改善等离子弧增材制造中沉积层的形貌。同时该装置还与结构光相机相连，通过将相机提取到的表面信号与预设的沉积层形貌作比较所得的信息作为控制信号，控制动态推拉装置使钨极内缩量发生改变，改变沉积层的宽度和高毒，达到实时控制沉积层形貌的目标。
主权项:
1.调控等离子弧热力分布改善等离子增材制造中沉积层形貌装置，其特征在于：包括焊接电源(1)、离子气气瓶(2)、保护气气瓶(3)、等离子焊枪(4)、送丝装置(5)、基板(6)、计算机控制端(7)、结构光相机(8)、动态推拉装置(9)和沉积层(10)；所述焊接电源(1)、离子气气瓶(2)和保护气气瓶(3)与等离子焊枪(4)连接，在等离子增材制造过程中，结构光相机(8)通过夹持装置与等离子焊枪(4)连接，位于等离子焊枪(4)后一定距离并随等离子焊枪(4)同时运动；动态推拉装置(9)通过机械连接方式与等离子焊枪(4)相连；送丝装置(5)通过连接板与等离子焊枪(4)相连，使等离子焊枪(4)与送丝装置(5)同步运动；所述沉积层(10)设于基板(6)上，送丝装置(5)与动态推拉装置(9)正对沉积层(10)；所述结构光相机(8)和动态推拉装置(9)与计算机控制端(7)连接。
一种可调节电弧热力分布的等离子-TIG一体化焊接设备
实质审查的生效专利号: CN116511749A
申请人: 北京工业大学;
发明人: 张国凯;许志合;蒋凡;陈树君;徐斌;彭勇
申请日期: 2023-04-28
公开日期: 2023-08-01
IPC分类:
B23K28/02
摘要:
本发明公开了一种可调节电弧热力分布的等离子?TIG一体化焊接设备，包括等离子焊枪和控制电路。所述等离子焊枪包括等离子电弧电源、高频发生器和钨电极；所述等离子电弧电源通过高频发生器与钨电极连接，钨电极正对工件；控制电路包括动态推拉装置，动态推拉装置和钨电极连接。该设备改进等离子焊接电路和起弧方式，进行等离子焊接时，起弧前利用动态推拉装置让钨极下移，减小工件与钨极之间的距离，使电弧与工件直接起弧，起弧后利用动态推拉装置让钨极向上移动，回收到喷嘴中，利用机械压缩、热压缩以及磁压缩的三重作用，形成稳定的拘束电弧，进入到等离子焊接正常工作状态，实现等离子焊接和TIG焊接的转化。
主权项:
1.一种可调节电弧热力分布的等离子-TIG一体化焊接设备，包括等离子焊枪和控制电路；所述等离子焊枪包括等离子电弧电源、高频发生器和钨电极；所述等离子电弧电源通过高频发生器与钨电极连接，钨电极正对工件；控制电路包括动态推拉装置，动态推拉装置和钨电极连接。
一种激光粉末床熔合技术制备高强度Al-Si-Mg合金的方法
实质审查的生效专利号: CN116590558A
申请人: 北京工业大学
发明人: 魏午;毕舰镭;黄晖;亓鹏;荣莉;吴晓蓝;文胜平;高坤元;聂祚仁
申请日期: 2023-04-17
公开日期: 2023-08-15
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
一种激光粉末床熔合技术制备高强度Al?Si?Mg合金的方法，属于增材制造材料领域。包含S1：Al?Si?Mg合金粉末成分设计；S2：筛分Al?Si?Mg合金粉末；S3：Al?Si?Mg合金粉末干燥处理；S4:成型参数设计；本发明通过Er、Zr微合金化并且调控Si、Mg含量，优化LPBF成型参数，细化胞晶尺寸。提高了LPBF制备Al?Si?Mg合金的应变硬化能力，屈服强度可以达到370MPa以上。
主权项:
1.一种激光粉末床熔合技术制备高强度Al-Si-Mg合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：Al-Si-Mg合金粉末成分设计；高强度Al-Si-Mg合金，其成分设计分别为Si：5-7wt.％，Mg：0.8-1.2wt.％，Er：0.3-0.7wt.％，Zr：0.7-1.3wt.％，其余为Al及不可避免杂质；S2：筛分Al-Si-Mg合金粉末；按照设计成分经真空惰性气体雾化工艺得到合金粉末，筛分粒径20-60μm；S3:Al-Si-Mg合金粉末干燥处理；对合金粉末在真空干燥箱中进行80℃/6h干燥处理；S4:LPBF成型参数设计；针对Al-Si-Mg合金，选用利于Si网细化的成型参数，采用的LPBF成型参数为激光功率150-350W，扫描速度500-1500mm/s，扫描间距80-160μm。
一种基于改进粒子群算法的静压转台优化设计方法
实质审查的生效专利号: CN116401788A
申请人: 北京工业大学
发明人: 赵永胜;罗嘉庆;李迎;马弘列;张涛;闫俊
申请日期: 2023-04-09
公开日期: 2023-07-07
IPC分类:
G06F111/08
摘要:
本发明公开了一种基于改进粒子群算法的静压转台优化设计方法，其实现过程如下：建立静压转台以及圆形油垫模型，根据流体力学等相关理论，计算转台油膜的压力和流量分布；确定粒子群个数，优化参数优化范围，粒子飞行速度以及惯性因子参数，基于此建立粒子群算法；使用MATLAB编写改进粒子群算法程序，计算转台各参数的最优解；本发明使用改进粒子群算法对静压转台各参数进行优化设计，算法中惯性因子及粒子的飞翔速度将随着局部和全局最优解的改变而实时修正，能提高算法的收敛速度和精度。
主权项:
1.一种基于改进粒子群算法的静压转台优化设计方法，其特征在于，该方法的实现过程如下：建立静压转台以及圆形油垫模型，根据流体力学计算转台油膜的压力和流量分布；确定粒子群个数，优化参数优化范围，粒子飞行速度以及惯性因子参数，建立粒子群算法；使用MATLAB编写改进粒子群算法程序，计算转台各参数的最优解。
一种促进高难成形镁合金塑性加工成形方法
著录事项变更专利号: CN116356185A
申请人: 北京工业大学
发明人: 刘轲;侯宁;李淑波;杜宪
申请日期: 2023-03-23
公开日期: 2023-06-30
IPC分类:
C22C23/06
摘要:
一种促进高难成形镁合金塑性加工成形方法，属于塑性材料加工领域。针对高稀土含量的Mg?RE(包含Gd、Dy、Er、Ho等重稀土元素)合金轧制成形能力差的问题。主要是通过预“热?力”耦合技术、少量Sn元素的协同作用，提升Mg?RE合金的轧制成形能力，可实现Mg?RE合金的大压下量的单道次变形，单道次压下量可达25?60％，所获Mg?RE合金板材的表面质量良好，无裂纹、无开裂，提升了Mg?RE合金板材的生产效率和产品质量。
主权项:
1.一种促进高难成形镁合金塑性加工成形方法，其特征在于，具体为高稀土含量的Mg-RE合金板材的制备，其中板材的合金成分为Mg-RE合金中添加Sn作为辅助元素，Mg-RE合金中RE总量≥13wt.％，且选自Gd、Dy、Er、Ho等重稀土元素；Sn元素不参加成相，其含量为0.4wt.％-1.0wt.％。
一种提高铝合金叠层复合板抗冲击性能的时效工艺
实质审查的生效专利号: CN116145058A
申请人: 北京工业大学
发明人: 高坤元;窦义武;闵范磊;聂祚仁;黄晖;文胜平;吴晓蓝;荣莉;魏午;亓鹏
申请日期: 2023-03-17
公开日期: 2023-05-23
IPC分类:
C21D8/02
摘要:
一种提高铝合金叠层复合板抗冲击性能的时效工艺，属于有色金属技术领域，对两种Zn、Mg含量差别较大的叠层复合板轧制，得到叠层复合板的总厚度为5.0mm,其中Al?7.0Zn?3.0Mg合金的厚度为4.07mm，Al?4.4Zn?2.3Mg合金厚度为0.93mm，然后对复合板进行470℃/1h的统一固溶处理，进一步进行统一时效处理，时效工艺为105～110℃保温36～60h，本发明所得叠层复合板具有高的抗冲击强度和良好的冲击韧性。
主权项:
1.一种提高Al-7.0Zn-3.0Mg与Al-4.4Zn-2.3Mg叠层复合板抗冲击性能的时效工艺，包括下述步骤：(1)高强铝合金Al-7.0Zn-3.0Mg、高韧铝合金Al-4.4Zn-2.3Mg进行均匀化处理，然后进行复合热轧制备叠层铝合金复合板；(2)对叠层铝合金复合板进行统一固溶处理；(3)对固溶处理后的叠层铝合金复合板进行统一时效工艺。
一种等离子喷丝制备碱性水电解用镍电极的制备方法
实质审查的生效专利号: CN116905017A
申请人: 北京工业大学;
发明人: 李辉;黄振杰;邓晶;张鹏;林健;符寒光
申请日期: 2023-03-14
公开日期: 2023-10-20
IPC分类:
C23C4/134
摘要:
本发明公开了一种等离子喷丝制备碱性水电解用镍电极的制备方法，属于材料表面工程领域。采用丝材为Ni5Al或纯Ni丝，丝材直径为1.6±0.03mm，丝材成分原子百分比为：Ni：95％，Al：余量；或Ni：＞99.9％。用等离子喷涂制备此种碱性水解用镍电极时，先使用机械打磨或者喷砂处理基体表面，使用纯Ni丝时需在惰性气氛环境下进行喷涂，喷涂工艺参数：电压40?45V；电流300?350A；喷涂距离100?500mm；喷涂角度45°?60°；氩气流量20?25L/min；氢气流量1?2L/min；送丝速度2.5?3m/min；涂层厚度300～500μm。本发明通过等离子喷丝的方式，制备出了孔隙率23％?38.5％的碱性水解用镍电极，所获得的电极具有比表面积大，电化学催化性能好的优点。
主权项:
1.一种等离子喷丝制备碱性水电解用镍电极的制备方法，其特征在于，采用丝材为Ni5Al或纯Ni丝，丝材直径为1.6±0.03mm，丝材成分原子百分比为：Ni：95％，Al：余量；或Ni：＞99.9％；包括如下步骤：步骤(1):对基体表面进行洁净化清理和预热；预热使基体表面温度达到180-220℃步骤(2):采用等离子喷丝工艺制备碱性水电解用镍电极，等离子喷涂工艺参数为：电流300-350A，电压40-45V，喷涂距离100-500mm，喷涂角度45°-60°，送丝速度2.5-3m/min，涂层厚度300～500μm；所述丝材为Ni5Al合金丝材时，氩气流量20-25L/min，氢气流量1-2L/min；采用喷涂丝材为纯Ni时，采用氩气作为惰性气氛保护气，氩气流量6-8L/min。
一种低缺陷硬质合金的激光增材制造方法
实质审查的生效专利号: CN116352108A
申请人: 北京工业大学
发明人: 王海滨;宋晓艳;邢明;赵治;刘雪梅
申请日期: 2023-03-14
公开日期: 2023-06-30
IPC分类:
B22F9/02
摘要:
一种低缺陷硬质合金的激光增材制造方法，属于硬质合金增材制造技术领域。首先对WC?Co复合粉末进行团聚造粒，然后与团聚造粒后的Co粉进行机械混合，采用选区激光熔化设备对上述混合粉末进行逐层打印成形，利用混合粉末中含有聚集态的Co熔化后填充粉末颗粒间的孔洞，降低凝固时金属陶瓷相间的应力梯度，从而打印得到低缺陷、且综合力学性能良好的异形硬质合金工件。
主权项:
1.一种低缺陷硬质合金的激光增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以三氧化钨、四氧化三钴、炭黑和聚乙二醇为原料，按最终反应合成的WC-Co复合粉末中Co含量3％-10％、总碳含量5.5％-5.9％进行配料，以无水乙醇为介质，原料经充分湿磨、干燥后冷压成圆柱坯体，然后置于真空炉内于1000-1100℃进行化学反应，将反应得到的圆柱块体在搅拌研磨机中以无水乙醇为介质球磨10-15小时，干燥后即得到平均粒径在0.1-0.5μm的WC-Co复合粉末；(2)利用高速离心雾化干燥工艺对上述WC-Co复合粉以及粒径小于1.0微米的纯Co粉分别进行团聚造粒，过筛后获得粒径在5-38μm的球形WC-Co复合粉末和球形Co粉；(3)将球形WC-Co复合粉末与球形Co粉按比例进行充分的机械搅拌直至混合均匀；(4)以上述混合后的粉末为原料，采用选区激光熔化工艺进行逐层铺粉打印，激光束斑尺寸为100μm，激光功率为200-260W，激光扫描速率为550-700mm/s，铺粉厚度为30μm，根据上述工艺即打印得到低缺陷密度的硬质合金零件。
一种基于熔融挤出制备腰椎融合器的方法及装置
实质审查的生效专利号: CN116407365A
申请人: 北京工业大学
发明人: 陈继民;赵衍冬
申请日期: 2023-03-13
公开日期: 2023-07-11
IPC分类:
B29C64/321
摘要:
本发明提出了一种基于熔融挤出制备腰椎融合器的方法及装置，以单一组分或多组分金属粉末、低熔点的单一组分或多组分高分子聚合物粉末为原材料，通过高速混合机制备均匀混合的复合金属粉末材料，可以根据不同的生产需求制备不同成分的材料，只需将打印头加热至高分子聚合物粉末的熔点以上，然后再以熔融挤出的方式进行3D打印成形，得到金属坯体经过脱脂烧结，最终获得腰椎融合器。该方法显著降低腰椎融合器的制造成本，金属坯体残余应力小，腰椎融合器的表面纹理结构有利于细胞粘附生长。
主权项:
1.一种基于熔融挤出制备腰椎融合器的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将患者CT扫描数据导入Mimics中对腰椎部分数据建模，将腰椎模型导入至建模软件中设计腰椎融合器的模型，再使用有限元仿真分析软件对腰椎融合器进行生物力学模拟，验证模型的可靠性，然后将腰椎融合器模型保存为STL格式；S2以单一组分或多组分金属粉末、单一组分或多组分高分子聚合物粉末为原材料，高分子聚合物粉末含量为10～30wt％，金属粉末含量为70～90wt％，制备均匀混合的聚合物/金属粉末复合材料，将复合材料粉末倒入3D打印装置的料槽内；S3将STL格式文件导入3D打印机中，并将FDM 3D打印机的打印头替换为该3D装置，将弹簧加热线圈温度加热至高分子聚合物熔点以上，然后开启挤出电机、散热风扇，熔融态的聚合物材料包裹着金属材料经喷嘴挤出，3D打印装置沿着规划的路径运动，逐层叠加形成腰椎融合器的生坯零件；S4将腰椎融合器的生坯放入真空气氛炉内，关闭炉盖，使用真空泵将真空气氛炉内空气抽出，保证炉膛内气压≤-0.05MPa，充入保护气体，待炉内气压达到-0.01MPa～0MPa时关闭进气阀门，防止热处理过程中零件发生氧化，设置热处理的加热温度为500℃～1500℃、升温速率3℃/min～10℃/min、保温时间为60min～3000min，保温时间结束后，打开炉盖取出腰椎融合器。
一种基于PM流量控制器的内反馈静压油膜厚度控制方法
实质审查的生效专利号: CN116237780A
申请人: 北京工业大学
发明人: 刘志峰;苏哲;杨聪彬;程艳红;张涛
申请日期: 2023-03-12
公开日期: 2023-06-09
IPC分类:
B23Q1/00
摘要:
本发明公开了一种基于PM流量控制器的内反馈静压油膜厚度控制方法，构成该方法的装置包括：第一油箱、第二油箱、粗滤油器、油泵、伺服电机、精滤油器、单向阀、先导型电磁溢流阀、PM流量控制器、导轨、第一节流器、第二节流器、上静压油垫、径向静压油垫、下静压油垫和静压工作台；利用PM流量控制器的优势，实现当负载增大时，油腔压力随之增大，流量通过控制也增大；反之，当负载减小时，油腔压力随之减小，流量也减小。PM流量控制器对流量的调节仅仅是依靠压差来使金属薄膜产生相应的变形来进行控制，不需要外部能量输入或电子控制，能够保证油膜在静压系统工作情况下能够长时间保持恒定，且工作稳定可靠，确保静压转台高效稳定长时间运行。
主权项:
1.一种基于PM流量控制器的内反馈静压油膜厚度控制装置，其特征在于：包括：第一油箱、第二油箱、粗滤油器、油泵、伺服电机、精滤油器、单向阀、先导型电磁溢流阀、PM流量控制器、导轨、上静压油垫、径向静压油垫、下静压油垫和静压工作台；PM流量控制器的结构包括：本体、毛细沟槽、节流口、薄膜、稳压腔室和节流台；PM流量控制器包括第一PM流量控制器和第二PM流量控制器；所述导轨安装于静压转台中间位置，导轨右侧通过转台底座支承实现稳定，导轨左侧上方安装上静压油垫、下方安装下静压油垫，径向安装径向静压油垫，三个油垫通过供油实现对静压工作台的静压支承；所述第一油箱中由伺服电机控制油泵经过粗滤油器抽出液压油，油液经精滤油器、先导型电磁溢流阀、单向阀到达分油口；经分油口分为两路，分别流经第一PM流量控制器和第二PM流量控制器；所述先导型电磁溢流阀与第二油箱连接；流入第一PM流量控制器和第二PM流量控制器的液压油，到达本体底部的进油口后分为两股油流，其中一股流经由本体侧面的毛细沟槽及节流口后进入薄膜上方的调压室，另外一股油由本体内部的两个环状矩形沟槽后又分为两部分，其中一部分经由轴向孔进入薄膜下方的稳压腔室，再经环状节流台后从出油口流出，另一部分再经由两个环状毛细沟槽后，与前述的通过环状节流台那部分油流会合一起从出口处流出。
一种内反馈式静压转台扇形单油垫实验装置
实质审查的生效专利号: CN116222999A
申请人: 北京工业大学
发明人: 赵永胜;罗嘉庆;杨聪彬;李迎;刘志峰
申请日期: 2023-03-12
公开日期: 2023-06-06
IPC分类:
G01D21/02
摘要:
本发明公开了一种内反馈式静压转台扇形单油垫实验装置，包括静压支撑系统，静压支撑系统由供油系统供油。静压支撑系统的上油垫、下油垫通过螺栓固定在支撑导轨上，支撑导轨设于U形支撑板内，上油垫、下油垫分别正对U形支撑板的上下内壁，U形支撑板与上油垫之间，U形支撑板与下油垫之间分别形成油膜厚度；内反馈的油路通过内孔隐藏在支撑导轨内部；支撑导轨由支撑杆支撑连接，U形支撑板的外部设有磁性水平尺；U形支撑板的底部设有压力传感器；压力传感器的底部设有竖向安装丝杠，由丝杠调节U形支撑板的高度；三个手轮与丝杠相连，通过转动手轮来调节丝杠高度；本发明可以检测单油垫的承载性能，不需要搭建整个静压转台，降低了成本。
主权项:
1.一种内反馈式静压转台扇形单油垫实验装置，其特征在于，包括静压支撑系统，静压支撑系统由供油系统供油；所述静压支撑系统，包括U形支撑板、上油垫、下油垫、支撑导轨、磁性水平尺、支撑杆、压力传感器、丝杠、机架、门、手轮；上油垫、下油垫通过螺栓固定在支撑导轨上，支撑导轨设于U形支撑板内，上油垫、下油垫分别正对U形支撑板的上下内壁，所述U形支撑板与上油垫之间，U形支撑板与下油垫之间分别形成油膜厚度；内反馈的油路通过内孔隐藏在支撑导轨内部；所述支撑导轨由支撑杆支撑连接，U形支撑板的外部设有磁性水平尺；U形支撑板的底部设有压力传感器；压力传感器的底部设有竖向安装丝杠，由丝杠调节U形支撑板的高度；三个手轮与丝杠相连，通过转动手轮来调节丝杠高度；油液通过油管从上油垫下方的支撑导轨侧部的进油口进油，经过内孔分流分别流向上下两侧油垫中间的进油口；上下两侧油垫并联连接，流入上下油垫的压力是相同的，流入油垫之后经过节流返回到对面的油垫，并形成静压效应；形成静压效应之后，会形成油膜，油膜会产生静压力来施加到U形支撑板上，由于上油垫、下油垫都会提供压力，所以上下油垫的压力之差就反应到压力传感器上，当下油垫的油膜厚度小于上油垫的油膜厚度，上油垫的压力小于下油垫的压力，上油垫、下油垫对U形支撑板的合力向下；当上油垫的油膜厚度小于下油垫的油膜厚度时，下油垫的压力小于上油垫的压力，上油垫、下油垫对U形支撑板的合力向上。
一种电弧增材制造高强Al-Mg系合金成形件的方法
发明专利权授予专利号: CN116140755A
申请人: 北京工业大学
发明人: 崔丽;翟利民;贺定勇;黄晖;魏午
申请日期: 2023-02-27
公开日期: 2024-05-28
IPC分类:
B23K9/235
摘要:
一种电弧增材制造高强Al?Mg系合金成形件的方法，涉及铝合金增材制造领域。电弧增材制造(WAAM)工艺制备Al?Mg系合金越来越受到广泛的关注，但目前已有的WAAM工艺制备Al?Mg系合金强度不高，绝大部分无法达到工业使用的需求。本专利采用熔化极惰性气体保护(MIG)增材制造系统，以高镁焊丝(Mg 5.5～6.8wt％，Zr≤0.1wt％)为丝材，采用单道摆动的方式往复式逐层沉积成形，调控焊接工艺参数，获得成形优良的高强Al?Mg系铝合金成形件，抗拉强度最高达365.0MPa，断后延伸率为25.5％，具有优良的强度和塑性结合。
主权项:
1.一种单道摆动熔化极惰性气体保护电弧(MIG)增材制造高强Al-Mg系铝合金成形件的方法，其特征在于，利用MIG热源使高镁(Mg 5.5～6.8wt％，Zr≤0.1wt％)焊丝熔化，采用单道摆动的方式往复式逐层沉积成形，通过调控焊接工艺参数，获得成形件，具体包括以下步骤：(1)采用机械打磨和化学清理将铝合金基板表面清理干净。(2)将铝合金基板固定在工作台的夹具上面，基板底部自然冷却，采用MIG焊接设备，优化焊接电流为130A～170A、电弧电压为17.7V～19.1V、焊接速度为4.0～6.0mm/s，焊枪进行往复式“Z”字型摆动逐层沉积成形，摆动间距为0.5～1.5mm，摆动宽度为16～35mm，每层堆积高度在1.2～2.0mm之间，堆积层数为30～50层，成形高度在36mm～60mm之间，制备铝合金块体成形件。
一种镁空气电池负极材料Mg-Zn-Er合金及其制备方法和应用
发明专利权授予专利号: CN115874100A
申请人: 北京工业大学
发明人: 李淑波;张俪姝;赵晨辰;杜文博;王朝辉;刘轲;杜宪;于子健;梁红星
申请日期: 2023-01-08
公开日期: 2024-06-04
IPC分类:
H01M4/46
摘要:
一种镁空气电池负极材料Mg?Zn?Er合金及其制备方法和应用，涉及镁空气电池领域。合金成分为：Zn 0.6～20.0wt％，Er 0.1～3.5wt％，10≥Zn/Er≥6，其余为镁。制备方法包括如下步骤：(1)取商用纯镁，纯锌，Mg?Er中间合金，掉表面的氧化皮；(2)将处理好的材料预热，并依次放入坩埚内熔化；(3)将熔液浇铸在模具中，冷却得到铸件。本发明通过控制Zn与Er的质量比，获得含有准晶I相Mg3Zn6Er1的微观组织，有效抑制了镁负极在水系电解液溶液中的析氢反应，并加速了产物的脱落，减少了放电产物在负极表面的堆积厚度，提升了镁空气电池的性能。
主权项:
1.一种镁空气电池负极材料Mg-Zn-Er合金，其特征在于，Mg-Zn-Er合金的质量组成百分比：Zn 0.6～20.0wt.％，Er 0.1～3.5wt.％，其余为镁及不可避免的杂质；合金元素Zn与Er的质量比Zn/Er≥6。
一种电弧增材制造中控制成形及改善性能的装置和方法
实质审查的生效专利号: CN116197536A
申请人: 北京工业大学;
发明人: 张国凯;许志合;蒋凡;陈树君;徐斌;彭勇
申请日期: 2022-12-25
公开日期: 2023-06-02
IPC分类:
B23K26/342
摘要:
本发明公开了一种电弧增材制造中控制成形及改善性能的装置和方法，包括增材制造设备、连接装置、双侧激光加热装置、激光发射器、结构光相机、反馈调节装置。在电弧增材过程中双侧激光加热装置位于焊枪前侧并与焊枪保持同步运动，电弧增材制造前利用双侧激光加热装置预置温度梯度，改变了沉积层的凝固方式以及沉积层的浸润角，实现对成形件形状的控制。将结构光相机中提取到表面轮廓形貌信息传输到反馈调节装置与预沉积的表面形貌进行比较所得信息作为控制信号，控制两侧激光发射器发射功率，达到改善增材时因为边缘热输入不足，导致的材料浸润不足，层与层直接结合不良的缺陷和焊枪中心线两侧温度不一致或送丝偏心导致的表面成形缺陷的目的。
主权项:
1.一种电弧增材制造中控制成形及改善性能的装置，其特征在于：包括增材制造设备、连接装置(5)、双侧激光加热装置(4)、激光发射器(9)、结构光相机(6)、反馈调节装置(2)；所述的增材制造设备包括焊枪(1)、焊接电源(8)、气瓶(7)、送丝装置(3)；在电弧增材制造过程中，焊枪(1)的侧部设有结构光相机(6)，结构光相机(6)及双侧激光加热装置(4)由连接装置(5)连接为整体，该整体位于焊枪(1)前一定距离并随着焊枪(1)同时运动；通过调节连接装置(5)，实现两侧激光加热装置(4)与焊枪(1)以及加热区域位置的调节；在电弧增材制造过程中，熔丝增材的热源由与焊枪(1)相连的焊接电源(8)，以及与双侧激光加热装置(4)相连的激光发射器(9)提供；送丝装置(3)通过送丝装置连接板与焊枪(1)上相连，使焊枪(1)和送丝装置(3)同步运动；焊枪(1)还与气瓶(7)相连；反馈调节装置(2)与结构光相机(6)和两侧激光发射器(9)相连。
一种应用于提高谷偏振度的光学介电微球阵列/单层二硒化钨复合结构的制备方法
实质审查的生效专利号: CN115849296A
申请人: 北京工业大学
发明人: 闫胤洲; 张晓华; 赵晨; 蒋毅坚
申请日期: 2022-12-18
公开日期: 2023-03-28
IPC分类:
B81C1/00
摘要:
本发明公开了一种应用于提高谷偏振度的光学介电微球阵列/单层二硒化钨复合结构的制备方法，将光学介电微球分散液滴在单层二硒化钨上，通过自组装的方法得到光学介电微球阵列/单层二硒化钨复合结构。本发明得到的光学介电微球阵列/单层二硒化钨复合结构具有优异的谷偏振光电性能，为谷电子器件的设计制造应用提供了一种新的方案。
主权项:
1.一种应用于提高谷偏振度的光学介电微球阵列/单层二硒化钨复合结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：用洗耳球清洁单层二硒化钨表面,使其表面保持充分清洁干燥；步骤2：将光学介电微球溶液用去离子水溶液进行分散稀释；光学介电微球直径为3.98-6.10μm材料为二氧化硅；步骤3：将稀释好的光学介电微球悬浊液通过超声波方法进行充分混合；步骤4：将光学介电微球分散液通过用滴管吸取部分分散液，悬垂并滴落在单层二硒化钨表面；所述悬垂在单层二硒化钨上方1-2cm处；步骤5：将滴涂有光学介电微球分散液的单层二硒化钨转移到密闭箱中。
一种基于激光熔覆技术的盾构机刀盘疲劳寿命预测方法
实质审查的生效专利号: CN115859818A
申请人: 北京工业大学
发明人: 刘增华;吴莎;吴玉锋;梁秀兵
申请日期: 2022-12-08
公开日期: 2023-03-28
IPC分类:
G06F30/27
摘要:
本发明公开了一种基于激光熔覆技术的盾构机刀盘疲劳寿命预测方法，采用激光熔覆工艺对预热后的盾构机刀盘表面加工多种涂层；采用响应面法选定激光熔覆技术参数的因素和水平；制备盾构机刀盘的激光熔覆涂层金相试样；计算激光熔覆后盾构机刀盘的质量评价系数；获取激光熔覆后盾构机刀盘的显微硬度数据；统计激光熔覆涂层试样的力学性能参数数据、激光熔覆涂层试样的疲劳寿命参数并绘制S?N曲线；将相应的性能参数作为输入，构建基于堆叠式自编码器分配的深度神经网络方法的激光熔覆后盾构机刀盘疲劳寿命预测模型。本发明可显著提高疲劳寿命预测模型的灵敏度，从而实现基于小数据集的激光熔覆后盾构机刀盘疲劳寿命预测。
主权项:
1.一种基于激光熔覆技术的盾构机刀盘疲劳寿命预测方法，其特征在于：步骤一：采用激光熔覆工艺在盾构机刀盘表面加工多种涂层；步骤二：对激光熔覆加工的盾构机刀盘进行切割，制备盾构机刀盘的激光熔覆涂层金相试样；步骤三：计算激光熔覆后盾构机刀盘的质量评价系数；步骤四：采用硬度计测量盾构机刀盘熔覆涂层截面的显微硬度，获取激光熔覆后盾构机刀盘的显微硬度数据；步骤五：对具有激光熔覆涂层的试样进行拉伸试验，统计激光熔覆涂层试样的力学性能参数数据；步骤六：对具有激光熔覆涂层的试样进行疲劳试验，统计激光熔覆涂层试样的疲劳寿命参数并绘制S-N曲线；步骤七：基于前述获取的激光熔覆涂层金相试样、质量评价系数、显微硬度、力学性能参数和疲劳寿命，通过堆叠式自编码器分配的深度神经网络方法构建激光熔覆加工的盾构机刀盘疲劳寿命预测模型；步骤八：激光熔覆后盾构机刀盘的疲劳寿命预测。
一种高抗裂性能的GH3030高温合金用金属芯焊丝
未知状态专利号: CN115922141A
申请人: 北京工业大学
发明人: 李国栋; 袁恩炜; 袁军; 王义朋; 栗卓新
申请日期: 2022-12-05
公开日期: 2023-04-07
IPC分类:
B23K35/30
摘要:
一种高抗裂性能的GH3030高温合金用金属芯焊丝，属于焊丝技术领域，用于GH3030高温合金的焊接。采用80％Ni?20％Cr镍基合金带作为包覆层，粉芯中各组成物的质量百分比含量为：金属铬粉的质量百分含量为20－34％，铌铁(60％Nb)粉的质量百分含量为1－2.5％，电解金属锰的含量为1－3.5％，铝镁合金粉的质量百分比为1－3％，45#硅铁的质量百分含量为1－4％，氟化钙的质量百分含量为2－4％，稀土铈的质量百分含量为2－5％，余量为镍粉。稀土铈的粉末粒度为200目，其余粉末粒度均为80目。本发明焊丝的填充率为23％?30％。焊丝所焊GH3030高温合金具有优良的高温力学性能及抗裂性能。
主权项:
1.一种GH3030高温合金用金属芯焊丝，其特征在于，采用常用80％Ni-20％Cr合金带作为包覆层；粉芯中各合金成分的质量百分比为：金属铬粉的质量百分含量为20－34％，铌铁(60％Nb)粉的质量百分含量为1－2.5％，电解金属锰的含量为1－3.5％，铝镁合金粉的质量百分比为1－3％，45#硅铁的质量百分含量为1－4％，氟化钙的质量百分含量为2－4％，稀土铈的质量百分含量为2－5％，余量为镍粉；稀土铈的粉末粒度为200目，其余粉末粒度均为80目；金属芯焊丝的填充率为23－30％。
一种3D打印成形镍基高温合金/铜合金异种金属构件的方法
实质审查的生效专利号: CN115740499A
申请人: 北京工业大学
发明人: 陈继民;张立正;曾勇;陈兴付
申请日期: 2022-11-24
公开日期: 2023-03-07
IPC分类:
B22F10/28
摘要:
本发明涉及一种3D打印成形镍基高温合金/铜合金异种金属构件的方法。将所用材料进行预处理；再进行建模切片和参数设计；然后3D打印成形镍基高温合金，在镍基高温合金表面采用参数梯度设计进行打印过渡，完成后再进行铜合金打印，得到镍基高温合金/铜合金异种金属构件。由于热膨胀系数等物性参数差异大，镍基高温合金/铜合金异种金属构件制造中连接性能不稳定、界面结合差等，严重影响零部件使用性能。本发明可成形镍基高温合金/铜合金异种金属构件，工序简单，成形效率高。同时，通过参数梯度设计提高了3D打印成形异种金属结合界面的连接强度，实现镍基高温合金、界面、铜合金三者高致密度、高质量的异种金属3D打印成形。
主权项:
1.一种3D打印成形镍基高温合金/铜合金异种金属构件的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)前期准备首先将所用金属粉末真空干燥处理再进行筛粉；然后选取不锈钢作为基板，将不锈钢基板表面打磨和喷砂，最后用无水乙醇和无尘纸去除表面杂质和油脂污渍；金属粉末包括为镍基高温合金和铜合金粉末，具体为Ni718和CuCrZr金属粉末；(2)建模切片设计及参数设置将待加工的异种金属构件进行计算机三维建模，对模型进行切片分层处理，并将切片数据导入工控机，形成加工轨迹；然后对导入的数据在工控机上进行打印工艺参数设计；(3)打印成形将步骤(1)中处理的不锈钢基板安装在成形平台上并进行调平，接着将步骤(1)中干燥过筛处理后的镍基高温合金粉末以0.10～0.80mm的层厚均匀铺设在不锈钢基板表面，通入惰性气体降低氧含量后，通过步骤(2)中设置的工艺参数进行3D打印成形镍基高温合金构件；镍基高温合金采用的3D打印工艺参数为激光功率255～290W、铺粉层厚30～45μm、扫描速度900～1000mm/s、扫描间距0.09～0.11mm，扫描策略为棋盘式；打印完成后，将设备中的镍基高温合金粉末回收清理干净，然后取步骤(1)中干燥过筛处理后铜合金粉末以0.10～0.80mm的层厚均匀铺设在成形的镍基高温合金构件表面，结合层采用参数梯度设计进行打印，打印完成后更换打印参数进行铜合金打印成形，最后用线切割切除金属基板，对成形零部件进行后处理，得到镍基高温合金/铜合金异种金属构件；结合层为10层并且采用的打印工艺参数为激光功率275～360W、铺粉层厚20～40μm、扫描速度450～600mm/s、扫描间距0.08～0.12mm，扫描策略为棋盘式；结合层打印完成后铜合金打印成形选取的打印工艺参数为：激光功率300～370W、铺粉层厚20～35μm、扫描速度350～500mm/s、扫描间距0.10～0.12mm，扫描策略为棋盘式。
一种用于电弧熔丝增材制造碳钢-双相不锈钢复合件的药芯填充丝
发明专利权授予专利号: CN115592297A
申请人: 北京工业大学
发明人: 栗卓新;袁恩炜;王义朋;李红;张禹;李国栋
申请日期: 2022-11-08
公开日期: 2024-08-20
IPC分类:
B23K35/30
摘要:
一种用于电弧熔丝增材制造碳钢?双相不锈钢复合件的药芯填充丝，属于电弧熔丝增材技术领域，该丝材由金属药粉和外皮构成，金属药粉由以下组分按质量百分比配置：金属Cr粉38％?41％，金属Ni粉21％?23％，MnFe合金粉1％?3.5％，MoFe合金粉11％?17.5％，金属Nb粉2.1％?3.1％，余量为金属Fe粉，外皮为2205双相不锈钢带，药粉填充率为18％?22％。本发明的填充丝适用于电弧熔丝增材方式制备碳钢?双相不锈钢复合件，可直接采用本发明填充丝进行过渡层熔覆，制备的碳钢?不锈钢复合件铁素体?奥氏体两相比例可控制在40?60％，并具有较好的力学性能及耐腐蚀性能。
主权项:
1.一种适用于电弧熔丝增材制备碳钢-双相不锈钢复合件不锈钢熔覆层的药芯填充丝，其特征在于，由金属药粉和外皮构成，外皮采用2205双相不锈钢带，其化学成分按照质量百分数为：Cr:21-24％、Ni:4.5-6.5％、Mn:1-2％、Mo:2.5-3.5％、C:0.01-0.03％、N:0.08-0.2％、Si:0-1％、余量为Fe。金属药粉由以下组分按质量百分比配置：金属Cr粉38％-41％，金属Ni粉21％-23％，MnFe合金粉1％-3.5％，MoFe合金粉11％-17.5％，金属Nb粉2.1％-3.1％，余量为金属Fe粉。
金属粉末专利分析
材料体系分布
制备工艺分布
技术领域分布 (IPC分类)
💡 技术分类说明： 悬停在图表柱子上查看：
B22F10/28(3D打印) • B22F9/04(制粉) •
C23C24/10(涂层) • C22C19/05(镍合金) •
B33Y50/02(控制) • C22F1/18(热处理)