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热丝化学气相法合成金刚石的温度场仿真及试验被引量：5: 2008年; 为了对热丝化学气相法沉积金刚石薄膜的工艺进行优化,提出了以有限元法模拟金刚石薄膜沉积系统三维温度场的新方法.在有限元仿真中,分析了温度场中热丝温度、直径、热丝排布、热丝与衬底距离等参数对衬底温度及均匀性的影响.在此基础上,通过热丝化学气相法沉积金刚石薄膜和生长单晶金刚石颗粒的试验验证了仿真结果的正确性.实验和仿真结果一致表明,热丝排布以及热丝与衬底间距离是影响金刚石薄膜沉积温度场的主要因素.; 左伟沈彬孙方宏陈明; 关键词：热丝化学气相沉积温度场金刚石薄膜

金刚石涂层模具铜管固定芯头拉拔过程数值模拟被引量：3: 2009年; 借助有限元法对金刚石涂层模具铜管短芯头的拉拔过程进行数值模拟,得到了拉拔过程中铜管及模具的轴向和径向应力分布情况,并分析了固定短芯头拉拔铜管的缩径缺陷、金刚石涂层及摩擦系数对拉拔后铜管尺寸精度的影响.结果表明:经模拟得到一定拉拔条件下的最佳模具配合参数;与硬质合金模具相比,模具配合参数优化后不仅可以大幅提高金刚石涂层模具的使用寿命,而且可保证铜管的尺寸精度及表面粗糙度.; 杨晓静孙方宏张志明沈荷生郭松寿; 关键词：拉拔数值模拟

CVD金刚石涂层硬质合金衬底预处理新方法研究被引量：7: 2009年; 本文研究了甲醇预处理方法对硬质合金衬底表面抑制Co催石墨化作用。将甲醇预处理方法融入到传统的两步处理方法中,提出了新的两步预处理方法,通过电镜和EDX等手段对预处理后的衬底表面形貌、成分进行了分析。采用偏压增强热丝CVD(HFCVD)法,在预处理后的衬底表面成功沉积了金刚石薄膜。并以制做钻头为例,验证了两步法对复杂形状衬底的预处理及金刚石薄膜制备效果。研究结果表明:采用甲醇预处理方法能够有效抑制Co对金刚石薄膜的不利影响,新的两步预处理方法既能保证金刚石薄膜与衬底之间的附着强度,又非常适用于复杂形状整体式回转硬质合金刀具、拉拔模具等衬底,对于拓展金刚石涂层在涂层刀具领域的应用具有一定的参考作用。; 马玉平陈明孙方宏; 关键词：金刚石薄膜两步法

基于有限元模拟金刚石涂层拉拔模具的优化分析被引量：2: 2008年; 金刚石涂层拉拔模具以其优异的性能(高硬度、高耐磨性、低摩擦系数等)逐渐成为线材及管材高速拉拔行业中新一代的拉拔模具。为深入研究金刚石涂层拉拔模具对铜材拉拔过程的影响,借助非线性有限元分析对其进行模拟仿真,分析了拉拔过程中铜材及金刚石涂层模具的轴向及径向应力分布规律。通过正交实验法研究了铜材不同压缩率时金刚石涂层拉拔模具参数(工作锥半角α,过渡圆弧半径R,定径带长度L)对铜材拉拔过程的影响,得到了最佳的拉拔模具孔型参数(压缩率为13.7%时,α=6°,R=4 mm,L=4.5 mm;压缩率为25.8%时,α=7°,R=3 mm,L=4.5 mm),并采用极差分析与方差分析方法对模拟结果进行分析,得到了不同压缩率时各影响因素对铜材表面轴向残余应力和涂层模具最大等效应力的影响规律。应用实验表明,孔型参数优化后的金刚石涂层拉拔模具的工作寿命是硬质合金模具的10倍。这对于金刚石涂层拉拔模具的推广应用有非常重要的意义。; 杨晓静孙方宏张志明沈荷生郭松寿; 关键词：铜材正交实验法有限元

CVD金刚石薄膜在水润滑条件下的摩擦磨损性能研究被引量：3: 2008年; 采用偏压辅助增强热丝CVD法在硬质合金衬底上制备常规金刚石薄膜和超细晶粒金刚石薄膜,在往复式球-盘摩擦磨损试验机上考察金刚石薄膜在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能,分别采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和能谱仪分析金刚石薄膜的表面形貌特性、结构特征及其摩擦表面残余物质的组成.结果表明,常规金刚石薄膜和超细晶粒金刚石薄膜在水润滑下的摩擦系数分别约为0.25和0.22,超细晶粒金刚石薄膜对偶件的磨损率仅为6.94×10-6mm3/(Nm),显示出优异的减摩性能,可作为良好的水润滑摩擦副涂层材料.; 沈彬孙方宏张志明; 关键词：金刚石薄膜摩擦磨损性能

高性能复杂形状金刚石薄膜涂层刀具的制备和切削性能研究被引量：11: 2008年; 通过偏压辅助增强热丝化学气相沉积法,采用螺旋形热丝排布方式以及优化的预处理方法和沉积工艺,在硬质合金印刷电路板铣刀的表面沉积了均匀的金刚石薄膜,采用扫描电镜和拉曼光谱研究了金刚石薄膜的表面特征。随后,通过铣削试验研究了金刚石涂层刀具的附着强度和切削性能。试验结果表明,复杂形状金刚石薄膜涂层铣刀既具有附着力强、耐磨性好的特点,同时又具备优异的切削性能,并且其制备无需后续抛光处理就能得到平整光滑的表面,这对于推动金刚石薄膜在复杂形状刀具上的产业化应用具有重要意义。; 沈彬孙方宏薛宏国陈明张志明; 关键词：金刚石薄膜复杂形状刀具热丝化学气相沉积

基于有限元模拟的空拔铜管拉拔参数的优化被引量：14: 2008年; 为研究拉拔参数对铜管空拔变形的影响,运用非线性有限元分析软件对铜管空拔过程进行仿真,分析空拔过程中铜管与模具的轴向及径向应力分布规律,并以此阐述空拔铜管的缩径缺陷。利用正交实验法模拟研究拉拔参数(工作锥半角α、过渡圆弧半径R、定径带长度L、摩擦因数μ、拉拔速度v)对铜管空拔的影响,并采用极差分析和方差分析对模拟结果进行分析,得到铜管一定减面率条件下的最佳拉拔参数(α=9°,R=5mm,L=2mm,μ=0.05,v=100m/min)及各因素对分析指标的影响。在此基础上对优化方案进行数值模拟,模拟结果表明了正交实验对铜管空拔参数优化的有效性。这对实际中提高铜管空拔质量,延长模具寿命有重要的指导意义。; 杨晓静孙方宏张志明沈荷生郭松寿; 关键词：空拔铜管有限元正交实验法

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教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-06-0399)