發(fā)展先進綠色再制造技術和產品,突破面向工程化應用的再制造專用材料、廢舊重型裝備高值關鍵件綠色清洗、高效再制造工藝設備、微/無損檢測評估方法、再制造質量評價等關鍵技術,強化廢舊重型裝備再制造基礎理論和核心技術,推進廢舊高值關鍵件梯次利用,支撐循環(huán)經濟有序發(fā)展,是今后我國制造業(yè)及工科院校教育的重點研究課題。
本書總結了作者團隊近些年在重型裝備高值關鍵件再制造理論、材料、技術、應用等方面取得的研究成果。第1章介紹再制造的內涵與發(fā)展趨勢。第2章介紹掘進、冶金、海洋領域重型裝備及其典型高值關鍵件的情況。第3章介紹再制造專用粉體材料的內涵、制備方法和發(fā)展趨勢。第4章介紹廢舊重型裝備高值關鍵件綠色激光清洗的基本原理、平臺搭建、試驗驗證與評價情況。第5章介紹高效再制造成形方法的核心構件設計和工藝驗證。第6章介紹再制造用微/無損檢測技術、損傷識別、評價方法。第7章介紹再制造的質量評價體系、“創(chuàng)新型”商業(yè)推廣模式和應用案例。
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梁秀兵,軍事科學院國防科技創(chuàng)新研究院前沿交叉技術研究中心主任、研究員。國家重點研發(fā)計劃、173計劃重點研究項目技術首席專家,從事極端環(huán)境防護新材料研究工作,自主研發(fā)多項材料領域核心技術。獲國家科技進步二等獎2項(排名第1和9)、國家自然科學二等獎1項(排名第5)、軍隊和省部級一等獎5項(排名第1一項)。出版《電弧噴涂技術》《高穩(wěn)定性高速電弧噴涂腐蝕防護技術》等著作。極端環(huán)境材料,裝備與制造國家重點研發(fā)計劃、173計劃重點研究項目技術首席專家
目錄
叢書序一
叢書序二
叢書前言
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 再制造概述 2
1.1.1 再制造 2
1.1.2 再制造與全生命周期理論 3
1.2 再制造的發(fā)展趨勢 4
1.2.1 再制造與循環(huán)經濟 4
1.2.2 智能再制造體系 6
1.2.3 再制造的政策支持及發(fā)展趨勢 8
參考文獻 11
第2章 重型裝備典型高值關鍵件 12
2.1 掘進行業(yè)重型裝備及其典型高值關鍵件 12
2.1.1 掘進行業(yè)重型裝備 12
2.1.2 掘進機刀盤 15
2.1.3 掘進機主軸承 18
2.2 冶金行業(yè)重型裝備及其典型高值關鍵件 22
2.2.1 冶金行業(yè)重型裝備 22
2.2.2 中寬厚板主傳動萬向軸 23
2.2.3 熱軋卷取機卷筒 26
2.3 海洋鉆采行業(yè)重型裝備及其典型高值關鍵件 28
2.3.1 海洋鉆采行業(yè)重型裝備 28
2.3.2 HY90DB 絞車 31
2.3.3 TC675 天車 33
2.4 海洋船舶行業(yè)重型裝備及其典型高值關鍵件 34
2.4.1 海洋船舶行業(yè)重型裝備 34
2.4.2 船用柴油機曲軸 35
2.4.3 船用推進軸 37
參考文獻 39
第3章 面向嚴苛服役環(huán)境的再制造專用粉體材料 40
3.1 再制造專用粉體材料 40
3.2 再制造專用粉體材料的性能要求 41
3.3 再制造專用粉體材料制備方法 43
3.3.1 機械粉碎法 43
3.3.2 霧化制粉法 44
3.3.3 固相合成法 48
3.3.4 液相合成法 51
3.3.5 氣相合成法 55
3.3.6 包覆法 55
3.4 面向重型裝備的再制造專用材料 56
3.4.1 金屬基/陶瓷增強相復合材料的高通量制備與表征 56
3.4.2 金屬基/陶瓷增強相復合材料的性能研究 57
3.4.3 面向關鍵件服役要求的再制造專用材料篩選 65
3.5 再制造專用材料的發(fā)展趨勢 66
參考文獻 67
第4章 廢舊重型裝備高值關鍵件綠色激光清洗技術 68
4.1 嚴苛環(huán)境下典型厚污染物的綠色表面清洗機理 68
4.1.1 激光清洗的物理去除模型 68
4.1.2 燒蝕去除機理 77
4.1.3 熱應力去除機理 84
4.2 自動化綠色激光清洗平臺及控制搭建 88
4.2.1 大型冶金軸件激光清洗裝備 88
4.2.2 基于3D 視覺的清洗工藝跟蹤反饋模型 92
4.3 智能成套激光清洗裝備研制及可靠性驗證 99
4.3.1 成套清洗設備的參數設計 99
4.3.2 整機開發(fā)及可靠性驗證 111
4.4 綠色表面清洗質量與效果評價 113
4.4.1 清洗質量評價軟件設計 113
4.4.2 軟件驗證 118
參考文獻 119
第5章 再制造成形關鍵技術及裝備 121
5.1 納米電刷鍍技術 121
5.1.1 納米電刷鍍筆設計與開發(fā) 121
5.1.2 新型鍍筆設計方案 123
5.1.3 電化學微增材再制造工藝設計 125
5.2 熱噴涂技術 126
5.2.1 低溫高速火焰噴涂技術 126
5.2.2 工藝參數對火焰束流的影響 128
5.2.3 低溫高速火焰噴涂非晶納米晶涂層特征分析 131
5.3 激光熔覆技術 137
5.3.1 激光熔覆技術的基本原理和工作過程 137
5.3.2 環(huán)形激光熔覆加工頭設計開發(fā) 138
參考文獻 142
第6章 嚴苛環(huán)境下重型裝備損傷檢測與評價技術 143
6.1 常用在役設備損傷檢測技術 143
6.1.1 渦流檢測技術 143
6.1.2 微米壓入技術 147
6.1.3 超聲波導桿損傷識別系統(tǒng)研究 160
6.1.4 深層陣列渦流裂紋檢測技術 163
6.2 基于數據挖掘的損傷識別技術 171
6.2.1 特征提取算法介紹 171
6.2.2 機器學習算法介紹 174
6.2.3 模型訓練與結果比較 177
6.2.4 超參數尋優(yōu) 178
6.3 新興損傷檢測技術及其試驗驗證 180
6.3.1 太赫茲檢測技術 180
6.3.2 太赫茲時域光譜技術的缺陷檢測與成像 183
6.3.3 太赫茲時域光譜技術的損傷評價驗證 188
參考文獻 190
第7章 再制造產品質量評價、推廣模式及應用案例 200
7.1 再制造產品質量評價指標體系的確立 200
7.1.1 原則及構建過程 200
7.1.2 單一指標公式設計 201
7.1.3 質量可靠性指標 203
7.1.4 再制造技術指標 205
7.1.5 環(huán)境效益指標 207
7.1.6 經濟效益指標 209
7.2 再制造產品質量評價流程 211
7.2.1 綜合評價模型結構 211
7.2.2 評價對象分析 212
7.3 基于模糊綜合評價法的再制造產品質量評價體系構建 215
7.3.1 常規(guī)綜合評價法與賦權法 215
7.3.2 評價算法模型 216
7.3.3 模糊綜合評價法 218
7.3.4 改進層次分析法 220
7.4 “創(chuàng)新型”再制造商業(yè)推廣模式的建立 223
7.4.1 “創(chuàng)新型”再制造商業(yè)化推廣模式的構建 223
7.4.2 “創(chuàng)新型”再制造商業(yè)化推廣模式的實施 229
7.5 再制造應用案例 237
7.5.1 掘進裝備再制造應用案例 237
7.5.2 冶金裝備再制造應用案例 241
7.5.3 海洋裝備再制造應用案例 242
參考文獻 242