2026年, 第18卷, 第10期　
刊出日期：2026-10-10

  

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复合材料成形
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  退火对镁/铝复合板微观组织与弯曲成形性的影响

  袁振豪, 张孟非, 卫俊鑫, 李莎, 曹守臻, 贾燚, 韩建超

  精密成形工程. 2026, 18(10): 1-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.001

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  目的 研究退火工艺对轧制复合镁/铝复合板微观组织与弯曲成形性的影响,揭示退火改善镁/铝复合板弯曲成形性的内在机制。方法 利用SEM、EDS及EBSD技术表征镁/铝复合板界面微观组织演变及形貌特征;通过弯曲实验来测试镁/铝复合板的弯曲成形性。结果 适度的退火处理能够显著提升复合板的弯曲成形性,最大弯曲应力降低8.7%~15%,并有效减少弯曲成形能耗;弯曲角度最大增幅可达41.4%,显著提高成形极限。退火对镁/铝复合板塑性的改善源于其激活了板材内部的软化机制,镁层的静态再结晶（SRX）与铝层的回复行为协同作用共同调控板材内部内应力的释放,进而改善各层材料的塑性。研究还发现,300 ℃+ 120 min的过度退火会导致脆性金属间化合物层的过度增厚,使其成为裂纹萌生的敏感区,进而引发界面的过早开裂失效,使其弯曲断裂位移降低。结论 相较于轧态镁/铝复合板,经过不同工艺参数退火处理后,镁/铝复合板的弯曲成形性均有所改善,300 ℃+60 min的退火工艺参数可使镁/铝复合板获取最佳弯曲成形性。而过度的退火处理则会致使镁/铝复合板界面脆性发生,降低其弯曲成形性。
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  湿法纺丝构筑氮化硼/芳纶复合导热绝缘纤维

  张景, 陆昶, 何建新, 郭英健

  精密成形工程. 2026, 18(10): 11-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.002

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  目的 针对柔性电子、可穿戴技术及个体热管理系统对高导热、电绝缘及优异力学性能纤维材料的需求,提出一种基于溶胶-凝胶湿法纺丝技术制备氮化硼/芳纶复合导热长丝的方法,旨在构建高效的三维导热网络。方法 以芳纶纳米纤维（ANF）为基体,采用水热插层与球磨法制备氮化硼纳米片（BNNS）,并利用支链聚乙烯亚胺（BPEI）进行接枝改性以强化其分散性与界面相容性。引入石墨烯纳米片（GN）作为桥接填料,增强导热填料间的相互作用,优化纤维力学和热学性能。通过溶胶-凝胶湿法纺丝、Cu²⁺离子交联及湿拉伸处理,在纤维内部构建连续的三维导热网络。结果 优化工艺后的复合纤维性能优异。当BNNS负载量（质量分数）为30%、GN含量（质量分数）为0.2%时,复合纤维的轴向抗拉强度达到105.9 MPa,轴向导热系数提升至9.2 W/(m·K),且体积电阻率高达1×10¹³ Ω·cm。LED散热测试结果显示,该复合纤维织物展现出显著的散热效果,光源表面温度由普通棉织物的47.0 ℃降至44.8 ℃。结论 提出的制备策略为兼具高效导热与优良电绝缘性能的复合纤维的制备提供了一种可行路径,所制备的复合纤维在柔性电子散热、个人热管理及智能纺织品等领域具有广阔的应用前景,为高性能功能纤维的成形加工与结构设计提供了新思路。
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  石墨基辐射加热材料与器件的先进制造技术研究进展

  胡绍华, 曹露, 罗燊, 高飞, 谭晶, 杨卫民

  精密成形工程. 2026, 18(10): 20-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.003

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  石墨基辐射加热器具有高红外发射率和良好的高温稳定性,被广泛应用于热试验与高温热处理装备中。为实现石墨基辐射加热器高效均匀加热及复杂构型一体化制造,国内外围绕石墨复合材料的高性能成形、复杂结构制造及精密加工开展了大量研究。本文重点综述石墨复合材料成形与先进制造加工技术的研究进展,包括石墨烯等增强相的引入与界面调控、垂直石墨烯增强结构的原位成形、溶液混合与热压烧结等复合成形工艺,以及面向加热器结构功能一体化的气相沉积成形控制策略。进一步总结多轴数控精密加工、超短脉冲激光微结构加工、超声振动辅助加工和微成形技术在改善表面质量、提高尺寸精度与加工一致性方面的作用,并讨论增材制造技术在复杂结构一体化成形中的优势及其在致密度、组织均匀性和成形一致性等方面面临的技术瓶颈。最后结合典型应用,总结石墨基辐射加热器的抗氧化寿命、性能评价方法与工程应用特征,并提出发展方向。
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  空间抗辐射钽合金层状复合材料成形加工技术进展

  田浩, 史晓龙, 邓麒林, 王兴栋, 易致豪, 胡红军, 马相

  精密成形工程. 2026, 18(10): 31-47. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.004

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  钽及钽合金因其高原子序数、优异的抗辐射性能和良好的力学稳定性,成为空间抗辐射层状复合结构的核心功能材料。但由于存在密度大、成本高的难题,难以满足航天器对抗辐射、轻量化的极致追求。针对以上问题,国内外学者对钽合金层状复合结构进行了一系列研究,取得了显著成果。本文综述了目前国内外空间抗辐射钽合金层状复合材料制备成形加工技术进展,包括轧制复合技术、爆炸复合技术、扩散复合技术、热等静压技术、增材制造技术、表面涂层与界面强化技术。最后,对空间抗辐射钽合金层状复合材料成形加工技术的研究进展进行了总结和展望,旨在为促进我国空间抗辐射钽合金层状复合材料制备成形加工技术的快速发展提供借鉴。
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  PET/PTFE纤维增强环氧树脂基轴瓦材料层间性能研究

  候庆江, 黄志高, 陈志坤, 吴军军, 周华民

  精密成形工程. 2026, 18(10): 48-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.005

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  目的 探究使用不同取向涤纶（PET）/聚四氟乙烯（PTFE）混编纤维代替聚四氟乙烯纤维和不同浓度碳纳米管（CNTs）改性处理纤维后对复合材料层间结合性能的影响规律,探究两者对材料层间性能的影响机理。方法 通过180°剥离拉伸测试、剪切梁实验和双悬臂梁测试对比了聚四氟乙烯纤维、不同取向涤纶/聚四氟乙烯混编纤维和不同浓度CNTs处理后混编纤维增强环氧树脂的180°层间剥离强度、层间剪切强度和I型层间断裂韧性,系统分析双层复合轴瓦材料的层间性能变化规律。采用超景深显微镜和扫描电子显微镜揭示了碳纳米管对材料层间性能的影响机制。结果 当使用不同取向涤纶/聚四氟乙烯混编纤维代替聚四氟乙烯纤维后,复合材料的层间性能都有较大提升,尤其是当混编纤维中涤纶纤维取向与剪切方向垂直时,复合材料的180°剥离强度、层间剪切强度和I型层间断裂韧性分别提升了170%、20.63%和104.15%,提升显著,这主要是由于涤纶纤维与树脂之间的结合性能优于聚四氟乙烯纤维。当使用不同浓度的CNTs处理混编纤维时,随着CNTs质量分数由0%提升至1%,材料的180°剥离强度、层间剪切强度和I型层间断裂韧性都呈现先上升后下降的趋势,在CNTs质量分数为0.5%时3组性能都达到了最大值,这主要是由于CNTs的桥联效应有效地提升了材料的层间性能,而当CNTs浓度过大时,CNTs发生了聚集,导致这种效应减弱,层间性能提升效果降低。结论 使用涤纶/聚四氟乙烯混编纤维代替聚四氟乙烯纤维和CNTs改性处理纤维都有效地提升了材料的层间结合性能,两者协同作用能够有效地提升材料层间结合性能,降低轴瓦材料在极端条件下脱层的风险,为环氧树脂的复合轴瓦材料的设计提供指导。
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  WAAM制备SS304/Cu/Al层状梯度复合材料界面行为及力学性能研究

  黄强, 刘清伟, 郑旭东, 卢树平, 粟磊, 梁碧强, 周可秋

  精密成形工程. 2026, 18(10): 56-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.006

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  目的 利用WAAM工艺成形SS304/Cu/Al层状复合材料,研究其微观组织性能与宏观力学性能,为铝不锈钢材料的制备提供新思路。方法 制备Cu基层作为过渡连接层,结合WAAM工艺的高热输入及灵活成形优势,有效调控界面产物同时促进界面良好连接。使用SEM、EDS、XRD和拉伸等试验方法,对层状复合材料的宏观力学性能与微观形貌进行分析。结果 界面微观组织及物相分析结果表明,Cu基层作为过渡层有效抑制了界面脆性相的生成,材料间呈现明显的波状界面形貌。SS304-Cu基层界面与Al-Cu基层界面的元素扩散层厚度分别为2 μm与53 μm。弯曲、拉伸测试及断口形貌显示：应力-应变曲线呈现出明显的阶梯式下降特征。结论 优化的热输入参数导致了异质材料之间良好的动力学特征,促进了界面的连接。多级失效模式与优异的裂纹扩展阻力使层状复合材料表现出卓越的结构安全性与损伤容限能力。
轻合金成形
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  粉末冶金Ti-6Al-4V合金强塑性协同的研究进展

  雷丙旺, 云雪峰, 王永强, 翟鹏远, 秦瑞廷

  精密成形工程. 2026, 18(10): 65-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.007

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  Ti-6Al-4V（TC4）合金因其比强度高、生物相容性优异及耐腐蚀性能突出,在航空航天、生物医疗及海洋工程等领域受到广泛关注。粉末冶金技术为实现Ti-6Al-4V合金的复杂形状近净成形、提高材料利用率提供了理想路径。然而,粉末冶金制备Ti-6Al-4V合金中的氧脆、残余孔隙与组织粗化三者相互关联、协同演化,是制约其强度与塑性协同提升的关键工艺难题。如何在保证致密化的同时调控氧含量和组织形态,实现强塑性的协同提升,是当前研究的重点。本文围绕粉末冶金制备Ti-6Al-4V原料特性、压制烧结工艺及后处理方法,讨论氧调控机制、致密化行为以及组织调控策略,综述粉末冶金Ti-6Al-4V合金在强塑性协同改性方面的研究进展。最后,展望了粉末冶金Ti-6Al-4V未来的发展方向。
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  TC4ELI合金经热加工后的组织和力学性能研究

  吕美源, 孙伟豪, 尹权丰, 徐长城, 冷信林, 唐明尧, 田思雨, 马明庆, 任玉平, 蔡明晖, 蒋敏, 秦高梧

  精密成形工程. 2026, 18(10): 82-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.008

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  目的 系统比较医用TC4ELI合金棒材在连续热加工不同阶段的组织演化及力学性能变化,揭示多阶段热加工条件下组织重构、织构变化与力学性能之间的对应关系,为医用TC4ELI合金棒材热加工工艺优化及组织性能调控提供参考。方法 采用金相显微镜（OM）、电子背散射衍射（EBSD）和室温拉伸测试手段,对铸态、锻造态、轧制态和拉拔态TC4ELI合金的显微组织和力学性能进行研究。结果 铸态形成的魏氏组织经高温β相区锻造后转变成细片层的网篮组织,α相片层间距细化至0.96 μm;随后经α+β两相区热轧后,组织进一步细化,α相平均晶粒尺寸细化至0.9 μm,沿轧向略有伸长,取向集中于<10-10>。进一步在α+β两相区拉拔时,尽管α相平均晶粒尺寸约为0.7 μm,但沿拉拔方向存在明显的纤维化组织特征,取向呈<10-10>平行于拉拔方向。最终,轧制态TC4ELI合金展示出最佳综合力学性能,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为937 MPa、1 022 MPa和16.9%;拉拔态表现出更高的屈服强度和抗拉强度,但伸长率显著降低,分别为1 022 MPa、1 208 MPa和8.2%。结论 连续热加工能够促进铸态TC4ELI合金组织的细化与重构,并引起织构和力学性能的明显变化,其中轧制态表现出最佳强塑匹配,拉拔态获得最高强度。
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  热暴露对A356铝合金微观组织和力学性能的影响

  李国兴, 高培虎, 陈白阳, 赵大明

  精密成形工程. 2026, 18(10): 92-102. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.009

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  目的 针对汽车轻量化背景下A356铝合金缸盖在服役过程中面临的热失效风险,揭示T6态合金在250~385 ℃内微观组织的热稳定性与力学性能的衰退机理,为缸盖的抗热老化设计提供定量理论支撑。方法 在250、325、385 ℃下进行45 h热暴露试验,模拟发动机工况。利用SEM和EDS分析相组织转变;结合TEM及GPA（几何相位分析）技术,从原子尺度阐明其相变序列、共格性丧失及应变场演化规律;通过室温拉伸与硬度试验验证性能变化。结果 A356铝合金宏观力学性能受温度影响变化明显,且随保温时间的延长表现出明显的非线性变化特征。在250 ℃时,组织相对稳定,仅发生轻度过时效,屈服强度微降6.7%,延伸率小幅提升。325 ℃为性能转折临界点,粗化速率常数K激增至13.455 03,析出相与基体共格关系被破坏,位错钉扎能力下降40%,导致屈服强度骤降27%。在385 ℃极端条件下,基体Mg含量（原子数分数）耗尽至0.52%,亚稳态强化相完全转变为粗大平衡相,位错强化贡献率降至10%以下,致使屈服强度暴跌45%至130.35 MPa,硬度下降41%;同时,共晶Si的完全球化促使断裂模式由准解理断裂彻底转变为微孔聚集型韧性断裂,延伸率激增至17.16%。结论 A356铝合金的热失效主要由Mg₂Si强化相的粗化失稳及共格性丧失主导。合金在250 ℃及以下可维持性能稳定,而在325 ℃及以上将产生不可逆的强度损伤。研究明确了250 ℃为安全服役的临界温度阈值,直接服务于高强铝合金复杂构件的寿命预测与可靠性评估。
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  Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo近α钛合金热变形行为与热加工图研究

  王飞龙, 张国政, 郭凯, 梁顺星, 马明臻

  精密成形工程. 2026, 18(10): 103-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.010

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  目的 研究新型钛合金的热塑性变形行为及变形过程中的微观组织演变机制,为钛合金热加工调控优化提供理论基础。方法 通过热压缩试验研究了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金的热变形行为及微观组织演变行为,绘制不同应变条件下的热加工图,分析合金的功率耗散特性及失稳区分布情况,确定其最佳热加工工艺窗口。研究了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金在单相区及双相区热变形过程中的微观组织演变规律。等温热压缩试验在热模拟试验机上进行,试验温度为750~1 100 ℃,应变速率为0.001~10 s^-1,变形量为60%。结果 通过线性回归,构建了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金的本构方程,结果表明,Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金在750~950 ℃时的激活能为620.93 kJ/mol,在1 000~1 100 ℃时的激活能为198.76 kJ/mol。根据动态材料模型和Murty准则绘制了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金的热加工图。结论 随着变形温度的升高,等轴α相含量减少,组织逐渐粗大。Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金的最佳热加工窗口为930~1 080 ℃、应变速率小于0.1 s^-1的区域,在此参数下可获得等轴α与片层(α+β)混合组织,有效避免绝热剪切带和裂纹等缺陷形成。
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  TA11钛合金干铣削温度与表面残余内应力预测研究

  侍中楼, 杨湘杰, 屈斌文, 杨晓圆, 李杰华

  精密成形工程. 2026, 18(10): 112-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.011

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  目的 为解决TA11钛合金铣削加工中热力耦合效应引发的尺寸精度低、粗糙度差等表面质量劣化问题,探究铣削过程中表面温度与残余应力的演变规律,优化铣削工艺参数。方法 采用正交实验设计,对块状钛合金（88 mm×30 mm×4 mm）进行干铣削试验,结合红外热成像仪与X射线衍射（XRD）仪,研究不同的铣削速度（v_c=4 700、5 300、5 900、6 500 r/min）、每齿进给量（f_z=0.01、0.02、0.03、0.04 mm/z）、铣削深度（a_p=0.5、1.0、1.5、2.0 mm）和铣削宽度（a_e=0.2、0.3、0.4、0.5 mm）对试样表面温度及残余内应力的影响规律。结果 铣削深度对表面温度的影响最显著,贡献度达61%,每齿进给量对其影响最小;铣削宽度对残余应力的影响最显著,贡献度达43.53%,铣削深度对其影响最小。基于多元线性回归构建的表面温度及残余内应力预测模型,平均预测误差分别为2.67%和5.19%;经蜣螂优化算法求解后,最优工艺参数可使铣削温度降低37.64%,残余应力降低21.14%。结论 所建预测模拟合优度高;当铣削速度v_c为7 085.32 r/min、每齿进给量f_z为0.02 mm/z、铣削深度a_p为0.32 mm、铣削宽度a_e为0.1 mm时,铣削温度为29.3 ℃,表面残余应力为48 MPa,该参数组合可有效抑制表面劣化、显著提升TA11钛合金铣削加工质量。
钢铁成形
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  基于高通量策略的MnN梯度含量调控2205双相不锈钢相平衡及其性能研究

  王金磊, 郭彦兵, 张旺, 唐昕

  精密成形工程. 2026, 18(10): 123-131. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.012

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  目的 为解决激光熔覆制备2205双相不锈钢（DSS）时快速非平衡凝固易抑制δ→γ相变,导致熔覆组织铁素体比例过高,破坏其相平衡与性能的问题。利用高通量激光熔覆技术,通过交错熔覆策略,在单一样品上制备了氮化锰（MnN）含量呈连续梯度变化的成分样本。方法 采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）及X射线衍射（XRD）等手段,系统表征了成分梯度方向上微观组织、硬度与耐腐蚀性的演变规律。结果 随着MnN含量的梯度增加,奥氏体（γ）相体积分数从11.2%提升至41.8%,实现了对两相比例的调控。当两相体积分数比例趋近于1∶1（对应试样6）时,材料获得了最优的综合性能,显微硬度达到280HV,同时耐蚀性最佳,其自腐蚀电流密度最低为1.9×10^-7 A/cm²。结论 以MnN作为复合添加剂,能够有效补偿激光熔覆快速凝固造成的奥氏体缺失,调控相平衡。更重要的是,采用高通量成分梯度策略,成功实现了对“成分-组织-性能”关系的快速、连续映射。该方法提升了合金研发效率,为基于原位粉末混合的针对性合金设计提供了高效方案。
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  摩擦系数对316L双极板高深宽比流道辊压复合成形的影响

  陈雪岩, 杨柳, 赵富强, 刘浩

  精密成形工程. 2026, 18(10): 132-139. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.013

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  目的 为提升质子交换膜燃料电池316L不锈钢双极板流道的成形精度与质量,解决传统单工步成形工艺中存在的几何精度低、厚度分布不均、残余应力集中等关键问题,提出了一种辊压预成形与冲压整形相结合的复合成形工艺。方法 以0.1 mm的316L不锈钢薄板为材料,先利用辊压成形工艺形成初步流道轮廓,再通过冲压整形对几何形状进行精确定型。通过有限元模拟与物理实验协同验证的方法,系统研究了模具摩擦系数对高深宽比流道成形质量的影响规律。结果 当摩擦系数为0.1时,预成形阶段最大减薄率为4.7%,终整形后减薄率控制在11.3%以内,侧壁形状更接近设计目标所需的90°,左侧与右侧的侧壁角分别提升2.1%与2.7%,流道的成形深度也进一步提升1.2%,辊压复合成形工艺重新分配并优化了板材内部的残余应力场,整体应力降低了12%~15%。结论 摩擦系数通过影响界面剪切应力,进而改变材料流动行为与模具填充效果,最终影响流道的应力应变、厚度分布和几何精度,为质子交换膜燃料电池金属双极板的高质量、高一致性精密成形提供了可行的工艺路径与理论支撑。
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  铁基覆层模具与高强钢在热冲压下的摩擦特性

  邓雨莲, 周小光, 常冰慧, 王华君, 潘萍枫, 方浩杰, 姚振华

  精密成形工程. 2026, 18(10): 140-146. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.014

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  目的 揭示Fe65覆层对热冲压模具表面的强化与减磨机制,提高模具高温摩擦学性能与服役寿命。方法 采用等离子粉末堆焊技术在H13钢表面制备Fe65覆层,测试覆层组织与硬度,并通过高温摩擦磨损试验对比H13基体、Fe65覆层与高强钢的摩擦磨损行为及磨损机制。结果 制备的Fe65覆层与H13基体形成了良好的冶金结合,覆层微观组织均匀致密,其中的C、B金属间化合物发挥了显著的强化作用,硬度可达基体的2.6倍;H13基体摩擦系数波动剧烈,不同温度下平均摩擦系数均超过0.4,而Fe65覆层摩擦系数更为稳定,在500 ℃高温工况下平均摩擦系数仅为0.389;在相同试验工况下,H13基体的磨损量远高于Fe65覆层,且H13与高强钢接触面以氧化磨损、黏着磨损、磨料磨损及疲劳磨损为主;Fe65覆层高强钢接触面则主要表现为氧化磨损和轻微磨料磨损,覆层可有效抑制微切削作用及氧化结块的产生。结论 在H13热冲压模具表面堆焊Fe65覆层,可显著提高表面硬度、稳定摩擦系数、降低磨损量,是提升模具力学性能与使用寿命的有效改性方法。
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  304不锈钢低应力弯曲疲劳分离过程的开裂行为研究

  于正洋, 舒展开, 王永锋, 王欢, 张凯铭, 钟斌, 刘文卓

  精密成形工程. 2026, 18(10): 147-153. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.015

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  目的 解决金属棒材低应力切断分离过程的开裂行为不明问题。方法 基于Hall-Petch塑性理论和Zhou提出的剪切修正Gurson-Tvergaard-Needleman（GTN）模型,构建考虑晶粒尺寸效应的扩展GTN模型,并通过单轴拉伸试验、逆向求解法、显微观测法识别304不锈钢材料弹塑性参数和模型参数。在此基础上,采用耦合损伤的低应力弯曲疲劳分离数值模拟方法,研究低应力弯曲疲劳分离工艺下材料损伤演化诱发其开裂行为的作用机理。利用精密分离试验,依托坯料断面评价指标和分离时间,验证考虑晶粒尺寸效应的扩展GTN模型理论及有限元数值模拟的可靠性。结果 304不锈钢棒材在低应力弯曲疲劳分离过程中的开裂行为始于人为预制环状缺口根部;随着打击锤头下压位移的提升,环状缺口根部的孔洞体积分数和Mises应力提升;依托坯料断面评价指标,当打击锤头下压位移为1.5 mm时,能够获得高效近净性坯料。结论 考虑晶粒尺寸效应的扩展GTN模型可应用于预测低应力精密分离工艺下的开裂行为,为后续分离工艺参数的合理选取提供理论支撑。
先进连接技术
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  间距对TA2和Q235B爆炸焊接影响的数值模拟

  缪广红, 倪亚东, 魏正梅, 吴伟达, 田广阔

  精密成形工程. 2026, 18(10): 154-165. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.016

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  目的 探究基复板间距对TA2和Q235B爆炸焊接的影响。方法 基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件,分别采用ALE与SPH-FEM算法,对2种间距（8 mm、10.5 mm）下的爆炸焊接过程进行三维数值模拟。系统分析了复板的竖向位移、碰撞速度、碰撞压力、界面塑性变形以及波形的变化规律,在药厚28 mm、间距8 mm的试验基础上,增设药厚25 mm、间距14 mm与药厚22 mm、间距28 mm 2组对照组,以探究减少药厚并增大间距的焊接效果。结果 模拟结果显示,2种间距下复板的竖向位移均大于基复板之间相应间距,均成功焊接。复板的碰撞峰值速度均落在焊接窗口313.05 m/s<V_p<1 161.07 m/s内,随着间距由8 mm增至10.5 mm时,复板的碰撞速度、动能损失、界面塑性变形均随着间距的增加而相应增大,复板的碰撞压力随起爆点距离与基复板间距的增加而相应增大,界面波的振幅与波长由73.55 μm、415.30 μm增至165.48 μm、579.78 μm,增幅分别为124.99%、39.61%。2组对照组模拟的波长和振幅分别为68.95 μm、409.10 μm与73.55 μm、413.70 μm。对比结果表明,对照组模拟结果与原试验组结果吻合良好。结论 ALE与SPH-FEM 2种算法均能有效模拟爆炸焊接过程,且当复板处于加速阶段时,通过减少炸药药厚与增加基复板间距,可获得与试验相同的焊接效果。既保证了焊接的质量,又减少了炸药用量,降低了爆炸焊接试验成本,2种算法的联合应用为爆炸焊接生产实践提供了可靠的理论指导。
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  AZ31B镁合金和不同强度碳钢薄板辅热无铆连接成形工艺优化与实验研究

  邓勃然, 赵腾祥, 程凌超, 仇平, 肖宏

  精密成形工程. 2026, 18(10): 166-176. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.017

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  目的 利用有限元数值模拟和响应面法研究AZ31B/Q345薄板辅热无铆连接成形机理、模具改进和工艺优化;通过实验研究AZ31B和不同强度碳钢薄板无铆连接工艺的可行性。方法 以AZ31B/Q345薄板为研究对象,建立二维轴对称有限元模型,对比分析模具改进前和改进后无铆连接成形过程中的接头形貌演化规律;以颈部厚度和互锁量为评价指标,以凸模半径、凹模深度和凹模半径等参数为变量,采用响应面法对改进的模具进行工艺优化;通过AZ31B/Q235、AZ31B/Q345和AZ31B/Q460薄板辅热无铆连接实验分析不同钢板对接头连接质量的影响规律。结果 在未改进模具条件下,上层AZ31B薄板易发生回流起翘,难以形成有效互锁;在改进模具条件下,接头可以形成有效互锁。凹模半径对颈部厚度影响较为敏感,凹模深度对互锁量影响较为敏感,优化后凸模半径2.8 mm、凹模深度1.5 mm和凹模半径3.9 mm较为合理。结论 改进模具可实现AZ31B/Q235、AZ31B/Q345薄板有效无铆连接;由于Q460薄板强度过大,本文选取预成形无铆连接工艺获得有效连接接头。
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  Zn-Al焊丝钎焊硬铝2A12与12Cr13不锈钢接头力学性能及显微组织

  万弈, 张满, 杨毓可, 周镏锐, 朱帅

  精密成形工程. 2026, 18(10): 177-187. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.018

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  目的 研究Zn-Al焊丝中的铝含量对硬铝2A12/12Cr13不锈钢钎焊接头质量的影响,实现硬铝与不锈钢的可靠连接。方法 采用箱式电阻炉进行焊丝铺展试验。采用炉中钎焊方法,对硬铝2A12与12Cr13不锈钢试板进行搭接焊。采用拉伸试验机、显微硬度维氏硬度计分析钎焊接头强度及显微硬度。采用光学显微镜、扫描电子显微镜进行钎焊接头显微组织分析及断口分析。结果 当焊丝中铝含量（质量分数,下同）在5%~20%范围内时,其在硬铝2A12、12Cr13不锈钢上的铺展面积均随铝含量的提高而增大。当铝含量增至20%时,铺展面积均达到最大值。当铝含量超过20%后,铺展面积均随铝含量的提高而减小。钎焊接头强度随焊丝中铝含量的提高呈现先增后减的趋势。78Zn-22Al焊丝钎焊接头强度最高,为117.43 MPa,其钢母材界面处铁铝金属间化合物层较薄,引起应力集中的倾向较低,断口中存在撕裂形貌。结论 通过调整Zn-Al焊丝中的铝含量可以显著提高硬铝2A12/12Cr13不锈钢钎焊接头质量。78Zn-22Al焊丝钎焊接头强度最高,且铺展性能良好,但由于其熔点接近硬铝2A12母材熔点,需严格控制钎焊过程中的加热温度与加热时间,在保证焊丝熔化而母材不熔化的情况下,78Zn-22Al焊丝可以获得最佳钎焊效果。
高温合金成形
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  基于工艺参数与CT图像的高温合金SLM分层孔隙率预测研究

  周圣智, 涂先猛, 计效园, 章则君, 陈威, 王灏, 施浩, 王泽明, 谢玉江, 周建新

  精密成形工程. 2026, 18(10): 187-198. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.019

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  目的 构建一种分层孔隙率预测模型,通过预测单层孔隙率为SLM成形前的缺陷预判以及工艺参数优化提供决策支持。方法 首先,以GH4169高温合金为材料设计正交实验并制备SLM试样,使用CT扫描部分试样获取内部分层图像,提出一种以实测致密度为目标的BlackHat-Otsu算法,从CT图像中精准提取每一层的孔隙特征;其次,基于工艺参数构建反映单层状态的一维特征向量,以及融合当前层与上下层工艺信息的二维特征矩阵;最后,分别针对一维特征和二维特征,建立了SVR模型、BP神经网络模型,并设计了融合2类特征的CNN模型。结果 采用所提出的BlackHat-Otsu算法提取到的分层孔隙率与整体实测值误差小于0.5%;在3种预测模型中,SVR模型在测试集上的最佳预测R²为0.840 5,BP神经网络经参数寻优后,测试集R²提升至0.883 1,双通道CNN模型的测试集R²达到0.904 5。结果表明,引入层间工艺参数交互信息构建的二维特征能有效提升模型预测能力。结论 通过融合工艺参数与CT图像数据,并利用能够捕捉层间时空关联的深度学习模型,可以实现对SLM成形件分层孔隙率的更高精度预测;该方法将孔隙率预测从构件整体细化至单层尺度,为实现SLM成形质量的精细化、前瞻性控制提供了有效的技术途径。
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  GH4698合金冷轧变形微观组织演变及力学性能研究

  谭龙鲜, 杨建兵, 冀宣名, 谭元标, 向嵩

  精密成形工程. 2026, 18(10): 199-208. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.020

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  目的 阐明GH4698镍基变形高温合金在冷加工过程中的组织演变规律及其对力学性能的影响机制,并明确不同冷轧变形量下强韧性能变化的内在原因。方法 系统研究了30%、50%和70%冷轧变形条件下合金的显微组织特征与力学性能变化。通过SEM、EBSD和TEM对晶粒形貌、晶体取向及位错结构进行表征,结合XRD分析物相组成,并采用显微硬度测试和室温拉伸实验对力学性能进行评价。结果 随着变形量增加,晶粒沿轧制方向被显著拉长,织构增强,低角度晶界比例及位错密度明显提高。合金在整个冷轧过程中始终保持稳定的FCC单相结构。高变形量试样中形成大量位错胞、位错缠结及层错结构,并出现晶粒细化现象。力学性能测试结果表明,当变形量从0%增加至70%时,合金硬度由固溶态的395.8HV提升至569.1HV,抗拉强度由872 MPa提高至1 767 MPa,而延伸率明显下降。结论 冷轧变形导致材料强度提升,主要归因于变形过程中产生的高密度位错及缺陷结构所引起的显著加工硬化效应。但与此同时,这些高密度缺陷也作为位错运动的阻碍,牺牲了材料的塑性变形能力,使其延伸率下降。
增材制造
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  薄壁喷管激光选区熔化成形精度优化及试验验证

  王大明, 车龙, 顾星宇, 余礼, 雍青松, 游宇, 孟礼成

  精密成形工程. 2026, 18(10): 209-219. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.021

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  目的 针对薄壁喷管激光选区熔化成形过程中受热应力影响易变形、成形精度差等问题,结合变形补偿仿真与试验验证,优化其打印成形精度。方法 首先,开展悬臂试样及薄壁喷管打印,利用悬臂试样测试结果校准仿真所需的固有应变值。其次,基于该固有应变值进行薄壁喷管打印成形仿真,并利用激光三维扫描仪对薄壁喷管打印件进行三维形貌扫描,开展仿真与试验变形结果对比分析。在此基础上,以薄壁喷管实际打印变形结果为参照,进一步修正仿真所需的固有应变值,以使薄壁喷管打印变形仿真结果更加贴近试验实测值。最后,基于修正后的固有应变值开展薄壁喷管变形补偿仿真,优化其成形精度并进行相关试验验证。结果 薄壁喷管变形补偿仿真与试验结果基本一致,试验结果显示,薄壁喷管整体变形小于0.5 mm,大部分区域的变形在0.2 mm以内,满足使用要求。结论 采用经悬臂试样校准后的固有应变值进行薄壁喷管成形仿真,喷管变形与实际打印变形结果相差较大。结合零件实际打印变形结果进行固有应变值修正与变形补偿仿真,试验结果证明其可以明显提高薄壁喷管打印成形精度。
铜合金成形
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  初始组织对Cu-Fe-Zn-P合金组织和性能的影响

  胡勇, 姜尚元, 王少华, 高志伟, 赵耿, 李杰华, 闫志杰

  精密成形工程. 2026, 18(10): 220-229. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.022

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  目的 探究不同初始组织对Cu-Fe-Zn-P合金综合性能的影响规律,揭示快速凝固工艺在优化合金综合性能中的作用机制,为高性能铜合金的制备工艺制定提供参考。方法 以Cu-Fe-Zn-P合金为研究对象,分别采用真空吸铸工艺和热轧+固溶处理工艺获得2种初始态合金。将2种不同初始状态的样品在相同工艺参数下进行两道次冷变形（第一道次变形量70%,第二道次40%）及后续热处理。利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）及电子背散射衍射（EBSD）技术分析样品的显微组织演变规律;采用万能试验机和显微维氏硬度计测试样品的室温力学性能;借助数字微欧计测量其电导率。通过对比分析2种工艺路径下合金的组织演化特征与性能变化规律,阐明初始组织状态以及形变和热处理工艺对合金最终性能的影响机理。结果 吸铸态样品经形变和热处理后,抗拉强度、显微硬度和电导率分别达到681.2 MPa、165.8HV和54.4%IACS;热轧+固溶态样品经相同工艺处理后,相应性能分别为665.9 MPa、156.2HV和56.2%IACS。显微组织分析结果表明,吸铸态样品经后续处理后,基体内形成了更为细小且弥散分布的析出相,达到析出强化效果;而热轧+固溶态样品经后续处理后,析出相相对粗大,分布均匀性相对较差。2种工艺获得的合金电导率相近,但吸铸工艺制备的样品强度与硬度更高。结论 与热轧+固溶工艺相比,真空吸铸工艺可提升Cu-Fe-Zn-P合金的综合性能。吸铸工艺的快速凝固效应提高了合金元素在Cu基体中的固溶度,为后续变形和时效过程中析出高密度、细小的弥散强化相创造了有利条件,从而在保持较高电导率的同时获得了较高的强度与硬度,该工艺为制备高性能铜合金提供了重要的工艺参考。
先进制造技术与装备
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  工艺参数对异形锥辊辗扩成形L形环件的影响

  葛晓宇, 裴蒙蒙, 李伯琼, 齐会萍

  精密成形工程. 2026, 18(10): 230-238. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.023

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  目的 揭示进给速度和辗扩比对异形锥辊辗扩成形L形环件过程中温度与等效塑性应变分布均匀性的影响规律,为该工艺的发展提供理论依据。方法 依托ABAQUS有限元分析平台,运用动态显式积分算法,构建了针对异形截面环件在径向与轴向复合轧制过程中的三维热-力耦合数值仿真模型。以锥辊进给速度与环件辗扩比为核心的工艺参数,系统研究了这2类关键成形条件对异形环件热辗扩过程中温度及等效塑性应变分布的影响规律。结果 随着进给速度的增加,环件整体温度提高,等效塑性应变呈下降趋势,整体温度分布和等效塑性应变分布的均匀性均有所提高。当锥辊的进给速度为2 mm/s时,环件整体的温度及等效塑性应变分布的均匀性较好。随着环件辗扩比的增加,其整体温度逐渐降低,等效应变则持续上升,与此同时,温度场的分布均匀性得到改善,而等效应变的均匀性却呈下降趋势。当辗扩比为1.6时,成形件的等效塑性应变分布均匀性好。结论 在异形环件轧制成形过程中,较高的进给速度有助于促进金属流动,从而提高环件整体温度和等效应变分布的均匀程度;在较小的辗扩比下,能够提升整体等效应变分布的均匀性,但温度分布的均匀性会略微降低。
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  钎涂技术在滑动轴承精密成形中的应用与研究现状

  王蒙, 程战, 张雷, 孙华为, 纠永涛, 骆雨昕

  精密成形工程. 2026, 18(10): 239-254. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.024

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  随着现代工业服役环境向高速、重载等极端工况持续发展,滑动轴承作为动力系统的关键承载部件,其涂层质量与服役性能将直接决定装备的运行可靠性与服役寿命。针对极端工况下的服役需求,实现涂层材料、成形工艺与性能表现的多维度协同调控,已成为高端滑动轴承领域的研究焦点。钎涂成形技术凭借其制备高性能涂层的显著潜力,已成为关键技术发展方向。本文综述了滑动轴承常用的巴氏合金、铜基合金、铝基合金及聚合物4种涂层材料体系的研究进展,梳理了火焰钎涂、感应钎涂、电弧钎涂、激光钎涂4种常见钎涂成形工艺的技术特点及研究现状。从界面结合情况、组织致密度及热输入方式等方面深入探讨了各类钎涂成形工艺的优劣势,并对比了不同钎涂工艺的特征与应用方向。总结了滑动轴承涂层成形过程中的常见问题,包括涂层界面结合强度不足、涂层孔隙率与致密性问题、涂层与润滑系统的兼容性及涂层质量的检测与评价体系缺失等。最后对滑动轴承精密成形未来发展方向进行了展望,期望为滑动轴承涂层材料的选择、钎涂工艺的优化及钎涂技术的应用提供参考。
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  基于压电阀非法向打印介电层成形质量预测和工艺参数协同优化

  张子建, 郭奕博, 刘清涛, 薛增辉, 王庆, 尹恩怀

  精密成形工程. 2026, 18(10): 255-265. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.10.025

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  目的 针对压电阀非法向打印过程中介电层在倾斜基板上易出现表面粗糙度增大、厚度分布不均等问题,提出一种面向介电层成形质量的工艺参数协同优化方法,以提升介电层表面质量与厚度均匀性。方法 以基板斜率、延迟时间、打印层数、线间距和打印速度为研究因素,以表面粗糙度和厚度均匀性为评价指标,首先通过正交试验筛选显著影响因素;在此基础上,采用响应面法（Response Surface Methodology,RSM）中的Box-Behnken试验设计建立双响应回归模型,并结合多目标进化算法（Multi-Objective Evolutionary Algorithm Based on Decomposition,MOEA/D）求解帕累托（Pareto）最优解集,进一步利用逼近理想解排序法（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS）对非支配解进行综合排序,获得综合性能最优的工艺参数组合。结果 延迟时间、基板斜率和打印层数是影响非法向打印介电层表面粗糙度与厚度均匀性的显著因素。所建立的模型具有较高拟合精度,表面粗糙度模型和厚度均匀性模型的决定系数分别为0.991 5和0.998 8。经优化得到较优工艺参数组合如下：基板斜率16.69°、延迟时间11.32 ms、打印层数1,此时表面粗糙度为1.110 7 μm,厚度均匀性为1.641 9%。实验验证结果的平均值分别为1.182 6 μm和1.763 0%,相对误差分别为6.47%和7.38%,均小于10%。同时,通过工艺窗口分析确定了满足双响应要求的可行参数区域。结论 基于RSM-MOEA/D-TOPSIS的多目标优化方法可有效实现压电阀非法向打印介电层成形质量的协同优化,为复杂曲面电子器件介电层高质量制造提供了理论依据和工艺参考。