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遗传算法-模糊径向基神经网络模型预测自润滑镀层耐磨性

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电镀与精饰 2021年第7期43卷 30-34页

作者：王亚利于继明王艺济源职业技术学院河南济源459000 金陵科技学院江苏南京211169 中国石油化工股份有限公司西南油气分公司四川成都610041

针对传统神经网络模型存在的缺陷,引入遗传算法和模糊运算建立遗传算法-模糊径向基神经网络模型(GA-FRBFNNM),介绍了模型结构和仿真思路。以自润滑镀层耐磨性为研究主题开展正交实验,在正交实验结果中任取10组数据作为训练样本用于模型... 详细信息

针对传统神经网络模型存在的缺陷,引入遗传算法和模糊运算建立遗传算法-模糊径向基神经网络模型(GA-FRBFNNM),介绍了模型结构和仿真思路。以自润滑镀层耐磨性为研究主题开展正交实验,在正交实验结果中任取10组数据作为训练样本用于模型训练,其余6组数据作为测试样本用于模型性能测试。结果表明:GAFRBFNNM的预测值更接近于真实值,其预测精度明显高于相同结构的径向基神经网络模型,验证了该模型是有效的,能够更准确预测自润滑镀层耐磨性。主要归因于引入模糊运算使得径向基神经网络全部节点都具备特定意义,另外引入遗传算法优化了训练算法,避免了模型陷入局部极小点等问题,使得模型性能得到有效提升。

关键词：自润滑镀层摩擦因数遗传算法-模糊径向基神经网络模型径向基神经网络模型

Ni-P-石墨自润滑镀层的化学复合镀工艺及其性能研究

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Ni-P-石墨自润滑镀层的化学复合镀工艺及其性能研究

作者：赵冬江苏大学

学位级别：硕士

在航空航天领域及现代工业某些领域,材料的工作环境发生了巨大的变化,在高温、低温、真空、密封等极端条件下,传统的润滑剂失去了作用,因此开发自润滑材料具有很大的意义。本文采用化学沉积方法制备了Ni-P-石墨自润滑复合镀层。本文针对... 详细信息

在航空航天领域及现代工业某些领域,材料的工作环境发生了巨大的变化,在高温、低温、真空、密封等极端条件下,传统的润滑剂失去了作用,因此开发自润滑材料具有很大的意义。本文采用化学沉积方法制备了Ni-P-石墨自润滑复合镀层。本文针对在Ni-P-石墨化学复合镀过程中镀液易分解,在镀层中石墨颗粒分散不均匀等难题,采用平行试验、正交试验系统地研究了主盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、表面活性剂、石墨添加量、温度、PH值等众多因素对镀液稳定性、镀速、镀层性能的影响,研究了石墨在镀液中的分散,特别着重考察了表面活性剂对石墨表面改性的作用,最后得出了优化配方。在优化工艺条件下,制备出了石墨分散均匀、耐磨减摩性优良、耐腐蚀的自润滑复合镀层,并运用SEM、XRD、显微硬度仪、摩擦磨损试验机等考察了复合镀层的微观形貌、组织结构、显微硬度、摩擦系数、磨损量、耐蚀性等,结果表明:Ni-P-石墨复合镀层就是Ni-P合金镶嵌着石墨微粒的镀层,其硬度、耐蚀性与Ni-P镀层差别不大,但其动态摩擦系数、磨损量在相同条件下比Ni-P镀层低的多,表现出优异的耐磨减摩性能。另外还考察了热处理对镀层的组织结构、性能的影响,结果表明400℃热处理后,镀层组织完全晶化,硬度、耐磨减摩性提高,但耐蚀性有所下降。最后对本文涉及到的几个重要问题如,化学镀镍沉积、镀液稳定性、化学镀液中颗粒的分散、化学复合镀的共沉积进行了理论分析。

关键词：化学复合镀自润滑镀层石墨分散耐磨减摩

Cu-PTFE自润滑镀层的制备工艺及沉积过程的控制步骤研究

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兵器材料科学与工程 2010年第2期33卷 51-55页

作者：钱瑜明黄志荣华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

采用电沉积的方法制备Cu-PTFE自润滑复合电镀层,研究最佳制备工艺参数及其沉积过程的控制步骤。最佳工艺条件为:CuSO4 85 g/L,H2SO4 55 g/L,PTFE 40 g/L,电流密度4.0 A/dm2,反应温度25℃,反应时间60 min。该复合电镀层具有良好的硬度和... 详细信息

采用电沉积的方法制备Cu-PTFE自润滑复合电镀层,研究最佳制备工艺参数及其沉积过程的控制步骤。最佳工艺条件为:CuSO4 85 g/L,H2SO4 55 g/L,PTFE 40 g/L,电流密度4.0 A/dm2,反应温度25℃,反应时间60 min。该复合电镀层具有良好的硬度和润滑性能,并且研究沉积过程中颗粒浓度对控制步骤的影响。

关键词： Cu—PTFE 自润滑镀层摩擦因数显微硬度控制步骤

化学复合镀(Ni-Co-P)-MoS_2自润滑镀层的研究

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电镀与环保 2006年第4期26卷 23-25页

作者：唐宏科张丹年李运涛陕西科技大学化学与化工学院

研究了化学复合镀(Ni-Co-P)-MoS2自润滑镀工艺过程。讨论了各因素对(Ni-Co-P)-MoS2镀层性能的影响,得到较好的工艺条件:施镀时间2 h,温度90°C,pH值5,MoS28 g.L-1,CoSO4和NiSO4的摩尔比1∶1。镀层表面微粒分布均匀,自润滑性能较好。

关键词： (Ni-Co-P)-MoS2 化学复合镀自润滑镀层摩擦系数显微硬度

Ni-Co-PTFE自润滑复合电镀层的制备及沉积机理

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材料科学与工艺 2007年第3期15卷 434-438页

作者：唐宏科赵文轸苏勋家西安交通大学材料科学与工程学院

对Ni-Co-PTFE自润滑复合电镀层的制备工艺条件及其电沉积机理进行了研究.考察了各实验因素对镀层摩擦性能的影响情况,其最佳工艺条件为:CoSO425 g.l-1(相对于NiSO4200g.l-1),电流密度***-2,反应温度50℃,反应时间75min,镀层pH值3.5,PTFE... 详细信息

对Ni-Co-PTFE自润滑复合电镀层的制备工艺条件及其电沉积机理进行了研究.考察了各实验因素对镀层摩擦性能的影响情况,其最佳工艺条件为:CoSO425 g.l-1(相对于NiSO4200g.l-1),电流密度***-2,反应温度50℃,反应时间75min,镀层pH值3.5,PTFE50g.l-1.该复合电镀层具有良好的硬度和润滑性能.

关键词： Ni-Co-PTFE复合电镀自润滑镀层显微硬度摩擦系数沉积机理

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自润滑复合镀层的制备与摩擦磨损性能的研究

自润滑复合镀层的制备与摩擦磨损性能的研究

作者：杨岐龙青岛科技大学

学位级别：硕士

本文运用复合电沉积的方法在硬质合金YT14上制备镍-二硫化钼自润滑复合镀层。通过正交试验L9（34）的方法安排实验,对基础镀液进行了优化。研究了各工艺参数包括阴极电流密度、PH值以及微粒二硫化钼加入量对自润滑镀层沉积速率和复合量... 详细信息

本文运用复合电沉积的方法在硬质合金YT14上制备镍-二硫化钼自润滑复合镀层。通过正交试验L9（34）的方法安排实验,对基础镀液进行了优化。研究了各工艺参数包括阴极电流密度、PH值以及微粒二硫化钼加入量对自润滑镀层沉积速率和复合量的影响。探索了固体颗粒在基质镀液中的分散方法,通过选用合适的添加剂,使颗粒与金属离子共沉积,制备出颗粒分布均匀、自润滑性好、具有优异耐磨性的自润滑复合镀层等。对自润滑镀层的微观形貌和组织结构进行了分析以及在不同条件下的摩擦磨损特性进行了实验研究,分析计算了摩擦时的应力及其分布,探讨了自润滑镀层材料的摩擦磨损机理。在室温干摩擦条件下对自润滑镀层材料进行环-块摩擦磨损试验,得出了自润滑镀层材料的摩擦系数和磨损率随载荷和速度变化的规律。结果表明：当载荷相同的时候,随着转速的增加,它们的摩擦系数和磨损率都减小;而当转速相同的时候,随着载荷的增加,它们的摩擦系数会增大,磨损率也会升高。复合镀层材料与45#钢摩擦时,它的摩擦系数大于与硬质合金摩擦时的摩擦系数,不过磨损率要小于与硬质合金摩擦时的磨损率。在摩擦过程中它们的磨损机理并不相同。镍镀层与45#钢和硬质合金的磨损机理主要是以粘着磨损和磨粒磨损为主;而Ni-MoS2复合镀层主要是以疲劳磨损和磨料磨损机理为主。利用ANSYS有限元分析软件建立了自润滑复合镀层以环-块的方式摩擦磨损时的有限元分析模型,对材料在摩擦磨损过程中的应力及其分布进行了分析计算。结果表明：Ni-MoS2复合镀层在摩擦过程中受到的主应力和剪应力都比镍镀层小很多。镍镀层的耐磨性差,原因是它的抗弯强度和断裂韧性比较小,摩擦过程中受到的主应力和剪应力很大。镍镀层无论与硬质合金还是与45#钢在磨损试验机上摩擦时,其最大主应力和剪应力的大小随载荷的增大而增大,且增幅也较大;而转速对应力的影响相对较小。添加固体润滑剂MoS2的自润滑复合镀层材料摩擦时受到的主应力和剪应力都大幅度降低。

关键词：电沉积自润滑镀层摩擦磨损磨损机理

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镍基固体润滑复合镀层制备及摩擦学性能研究

镍基固体润滑复合镀层制备及摩擦学性能研究

作者：崔帅兰州理工大学

学位级别：硕士

真空,高速,强辐射,强腐蚀以及高温等极端摩擦环境条件,不仅限制了液体润滑剂的使用,还对我国航空航天领域高精密仪器如人造卫星、火箭等服役寿命带来了巨大的挑战。本论文针对在上述极端摩擦环境条件下,如何提高工作机械零部件之间润滑... 详细信息

真空,高速,强辐射,强腐蚀以及高温等极端摩擦环境条件,不仅限制了液体润滑剂的使用,还对我国航空航天领域高精密仪器如人造卫星、火箭等服役寿命带来了巨大的挑战。本论文针对在上述极端摩擦环境条件下,如何提高工作机械零部件之间润滑效果,保持咬合部件之间低摩擦系数,提高航天仪器使用寿命而展开。选取具有良好润滑性能的MoS、WS固体润滑剂来取代液体润滑剂。通过电化学沉积法,实现MoS、WS与金属镍的共沉积,弥补了单一固体润滑剂镀层硬度低、单一金属镍镀层摩擦系数高等缺点。研究了不同浓度MoS、WS对Ni-MoS、Ni-WS复合镀层形貌、物相以及摩擦学性能影响,并确定了MoS、WS最佳使用浓度;考察了在最佳浓度下的Ni-MoS、Ni-WS复合镀层高温摩擦性能,确定了复合镀层最佳使用温度。综合上述实验数据,得出以下结论:1.在对偶件GCr15、20 N载荷条件下,Ni-WS复合镀层室温摩擦系数优于Ni-MoS复合镀层室温摩擦系数,但润滑效果均优于纯镍镀层。两种复合镀层最佳使用浓度均在30 g/L时,Ni-30 g/L MoS复合镀层室温摩擦系数最低为0.02.03;Ni-30 g/L WS复合镀层室温摩擦系数最低为0.01.02。2.高温摩擦条件下,Ni-WS复合镀层使用温度要高于Ni-MoS复合镀层。Ni-MoS复合镀层最佳使用温度在300℃以下,摩擦系数保持在0.02.05之间,在400℃环境下,Ni-MoS复合镀层摩擦系数接近0.15,因为MoS颗粒在325℃以上被氧化成MoO,失去润滑作用;Ni-WS复合镀层最佳使用温度在400℃以下,摩擦系数维持在0.01.05之间,在500℃环境下,Ni-WS复合镀层摩擦系数接近0.12,因为WS颗粒在425℃以上逐渐被氧化成WO3,失去润滑作用。3.镀液中添加MoS、WS能够使得Ni离子还原电位负移,且随着MoS、WS固体润滑剂浓度的增加,Ni离子还原电位负移程度增加,反映了MoS、WS颗粒促进了阴极极化,在复合沉积体系中阻碍镍的沉积,可以进一步提高镀层结晶细致程度。

关键词：电化学沉积法自润滑镀层摩擦磨损温度

基于细观损伤力学的铅套成形过程破裂行为预测和成形优化研究

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基于细观损伤力学的铅套成形过程破裂行为预测和成形优化研究

作者：高元鹏重庆大学

学位级别：硕士

子弹弹头中的铅套,其作用是为了防止子弹在射击过程中弹头中的钢芯高速旋转,直接与弹头壳摩擦,造成弹头在射击过程中破坏失效。但是纯铅的质地软、强度低,因此在铅套成形过程中容易出现破裂等问题。本文以某型号弹头中的铅套为研究对象... 详细信息

子弹弹头中的铅套,其作用是为了防止子弹在射击过程中弹头中的钢芯高速旋转,直接与弹头壳摩擦,造成弹头在射击过程中破坏失效。但是纯铅的质地软、强度低,因此在铅套成形过程中容易出现破裂等问题。本文以某型号弹头中的铅套为研究对象,借助GTN细观损伤模型分析和预测了铅套成形中的失效,并对成形的工艺及模具方案进行了优化,以提高铅套成形的质量。摩擦是材料成形中的一个重要话题。成形模具和被成形工件之间所存在的摩擦,会提高材料流动的阻力,造成模具表面和工件表面的损伤,同时摩擦磨损会降低模具精度、进而减小模具寿命。在塑性变形界面上施加有效的润滑剂,一直是改善界面摩擦磨损问题的有效手段;但是,针对铅套成形过程,如果使用润滑剂,润滑剂会在铅套内形成封闭的凹坑,造成铅套的壁厚差不均匀,同时成形结束后还需增加烘干工序。因此,本文提出了利用自润滑镀层对模具进行表面改性,从而减少润滑剂的使用,提高模具的耐磨性,进而提高模具寿命。本文的研究内容和结论是:(1)利用扫描电镜分析和响应面有限元法反求获得铅的GTN损伤模型的参数。将得到的铅GTN损伤模型参数耦合到单向拉伸模拟中,得到仿真的载荷-位移结果和关键单元的孔洞体积分数随应变变化的结果,将其与试验测得的载荷-位移曲线,以及通过扫描电镜统计得到的不同应变量下的孔洞体积分数进行比对。主要结论如下:模拟结果与试验结果匹配性较好,证明通过扫描电镜分析和响应面有限元反求法求得的铅GTN损伤模型参数,可以表征铅变形过程中的损伤行为。(2)将得到的铅GTN损伤模型耦合到铅套成形的仿真过程中,预测铅套损伤的位置和成形的缺陷,并利用单因素试验确定工艺参数(摩擦系数和拉深凹模圆角半径)对变薄拉深的影响,以获得最佳的成形工艺;在最优的工艺基础上,优化拉深模具,从而提高铅套成形的质量。主要结论如下:在拉深的过程中,凹模润滑条件要好,凸模不宜润滑;凹模圆角半径不宜过大也不宜过小,适当的凹模圆角半径可以提高成形质量;优化成形的模具,在一个凹模上进行两道次的拉深,第一道次拉深系数取较小值,第二道次拉深系数取较大的值。通过优化后的方案,拉深后并未出现拉裂破口等现象,成功提高了铅套的成形质量。(3)采用磁控溅射技术,在不同表面粗糙度的T10A模具钢表面溅射自润滑镀层(DLC镀层和Cr N镀层),测定两种镀层的综合力学性能和与模具钢的结合性能,并对比模具钢和两种镀层的摩擦磨损性能,从而为模具表面改性提供一条新的思路。主要结论如下:从试验结果上看,两种镀层都有改善模具润滑性的特点。其中,DLC镀层的摩擦系数较低,自润滑性较好,但是与Cr N镀层相比,DLC镀层内应力较高,其弹性模量、韧性、与基材的结合性能都要低于Cr N镀层;在粗糙界面上的镀层的结合性能要高于光滑界面上的结合性能,主要原因是粗糙界面的真实表面积大,镀层与模具钢的接触面积大,再者粗糙界面的镀层易与基材产生钩连和铆接效应。

关键词： GTN损伤模型 SEM 响应面法工艺优化自润滑镀层磁控溅射

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电沉积多元复合镀层的研究现状

电镀与环保 2001年第2期21卷 4-12页

作者：郭忠诚郭淑仙朱晓云昆明理工大学材料与冶金工程学院昆明650093

综述了近几年来国内外在复合电沉积制备多元复合材料方面的进展。重点探讨了耐磨复合镀层、自润滑复合镀层、电接触功能的复合镀层、耐蚀复合镀层等的研究现状和发展趋势。结果显示 ,随着现代科学技术的快速发展 ,单金属复合镀层难于满... 详细信息

综述了近几年来国内外在复合电沉积制备多元复合材料方面的进展。重点探讨了耐磨复合镀层、自润滑复合镀层、电接触功能的复合镀层、耐蚀复合镀层等的研究现状和发展趋势。结果显示 ,随着现代科学技术的快速发展 ,单金属复合镀层难于满足某些需求 ,而多元复合镀层由于具有耐磨、耐蚀或耐磨、耐高温氧化等优点。

关键词：电沉积多元复合镀层应用自润滑镀层