磨削硬化深度预测

磨削硬化是利用磨削过程中产生的热、机械复合作用直接对工件进行表面淬火的新工艺。通过建立磨削温度三维分析模型和热金属效应分析,实现磨削硬化加工工件硬度的预测。基于瞬时温度分布和运动非稳定三维热传导微分方程,并考虑砂轮与工件及冷却液与工件交互作用时热传导情况和材料本身的热扩散,建立了磨削温度三维分析预测模型,结合对加工过程奥氏体相位比例的计算及珍珠岩、残余奥氏体和马氏体的转变等热冶金效应分析,得出磨削硬化加工后硬化深度,实现随加工参数变化的硬化深度分布预测。将此模型与有限元模型进行对比,并通过实验进行了验证。     

双程切入磨削表面硬化层的研究

采用缓进给磨削方式和不同的磨削行程对40Cr钢进行了磨削淬硬，对单程和双程磨削表面硬化层的组织与性能进行了比较。结果表明，尽管单程和双程磨削时的原始组织不同，但两者的表面硬化层组织及其变化趋势完全相同。双程磨削淬硬可使表面硬化层深度及其均匀性、显微硬度及耐磨性得到进一步提高；但其最大残余压应力值及应力影响深度有所降低。双程磨削硬化层组织的形成机制同样适用于多程磨削淬硬或淬硬钢的磨削淬硬等场合。     

Cr12钢磨削硬化工艺研究

研究了干磨和湿磨、不同磨削进给量和砂轮种类等工艺条件对Cr12钢磨削硬化效果的影响。结果表明在干磨状态下,使用碳化硅砂轮在磨削进给量为0.04mm时,磨削硬化效果最好。磨削硬化层的最大硬度为1,414HV,比基体硬度805HV提高了约75%。     

磨削硬化表层内冶金热效应预测三维分析模型

磨削硬化是利用磨削过程中产生的热、机械复合作用直接对工件进行表面淬火的新工艺。本文通过建立磨削温度三维分析模型和冶金热效应分析,实现磨削硬化加工工件硬度的预测。基于瞬时温度分布和运动非稳定三维热传导微分方程,并考虑砂轮与工件及冷却液与工件交互作用时热传导情况和材料本身的热扩散,建立了磨削温度三维分析预测模型,结合对加工过程奥氏体相位比例的计算及珠光体、残留奥氏体和马氏体的转变等冶金热效应分析,实现磨削硬化加工后工件硬度的预测。将此模型与有限元模型进行对比,并通过试验进行了验证。     

磨削硬化工艺对5CrNiMo钢组织和性能的影响

采用磨床对5CrNiMo钢进行磨削硬化处理,研究普通刚玉砂轮和碳化硅砂轮、不同进给量、不同磨床及干磨、湿磨对5CrNiMo钢磨削表面硬化层的影响规律。结果得出,在"工具磨床、白刚玉、干磨"磨削条件下采用0.02 mm的进给量,磨削硬化效果最好,磨削硬化层的硬度最大可达到3000 HV。     

原始组织对40Cr钢磨削硬化层的影响研究

在平面磨床上，采用刚玉砂轮和干磨削方式对40Cr钢进行了表面磨削硬化处理，研究了原始组织对磨削硬化层组织与性能的影响。结果表明，在磨削温度和应力的综合作用下，完全硬化区马氏体均呈现“细—粗—细”的变化规律，且相对粗大马氏体相出现的次表层，而过渡区组织的形成因原始组织而异。此外，原始组织对完全硬化区显微硬度无显著影响，硬度值均在630-700HV之间，原始组织越均匀，磨削硬化层及完全硬化深度越大。     

表面硬化钢磨削烧伤的监测和预报

成型磨削齿轮之类的表面硬化钢零件时极容易发生磨削烧伤的现象,严重地破坏了零件的表面完整性,降低了零件的使用性能。对表面硬化钢进行了大量宽磨削宽度的切入式磨削试验证实,用相对容易测量的磨削力和磨削参数计算所得的单位面积磨削功率P_c″与砂轮——工件接触区最高平均温度T_(max)间有极好的函数对应关系,表面质量的各种不同的检测结果完全与P_c″相对应,P_c″的二个临界值P_(cⅠ)″和P_(cⅡ)″以及F_n/F_t的变化率可用来预报和判别磨削烧伤的发生,并估算磨削表面残余应力值,从而为生产过程提供了切实可行的磨削烧伤监测和预报方案。     

树脂磨具低温硬化研究与应用

以酚醛树脂为结合剂的普通树脂磨具 ,其硬化工艺一般根据产品规格、粒度、硬度的不同 ,可分别选择 10、15、30、4 0小时硬化曲线进行硬化 ,按工艺规定 ,其最终硬化温度均为 185℃。近年来 ,随着树脂磨具的不断发展 ,其应用领域也在不断扩大。研究发现 ,为适应特殊的磨削要求 ,除调整磨具配方外 ,还要通过调整最终硬化温度来辅助实现。本文针对树脂磨具低温硬化工艺对磨具性能指标的影响及其应用作了初步的探讨。1　不同最终硬化温度下的基础试验从理论上来讲 ,酚醛树脂在 140℃时 ,经过 2小时的保温 ,就可以完全固化。考虑到磨具的特点 ,本…     

中碳钢缓进干磨表面硬化层特征

在平面磨床上采用缓进干磨方式对两种常用中碳钢进行了磨削淬硬试验，研究了表面硬化层特征。结果表明，中碳钢磨削表面硬化层具有多样化的组织分层以及相应的微观组织特征，这是温度梯度、应变梯度以及时间等因素综合作用的结果。同时，磨削表面硬化层具有相似的硬度分布特征，即高硬度的完全硬化区以及硬度值缓慢下降的过渡区，这是缓进给磨削温度场分布的直接结果。     

P20钢预硬化热处理工艺的研究

采用淬火和回火实验研究了塑料模具钢P20预硬化热处理工艺,提出了预硬化硬度的两种计算方法-回火方程计算法和回火参数图解法.结果表明:回火温度和时间是影响预硬化处理P20钢硬度的主要因素.淬火温度的影响较小.P20钢最佳预硬化热处理工艺为860℃×2h淬火+660℃×(0.5～10)h回火.     

SUS201奥氏体不锈钢表面低温盐浴硬化处理

为了提高奥氏体不锈钢的表面硬度,在不降低不锈钢耐蚀性的前提下,采用盐浴氮碳共渗技术对SUS 201奥氏体不锈钢表面进行低温硬化处理,对不同处理温度和处理时间下硬化层的组织和性能进行研究.结果表明,处理温度和处理时间对硬化层的组织结构和性能都有很大的影响,只有在正确的工艺条件下,才能获得无氮(碳)化合物析出的硬化层,表面硬度可达1000HV0.025以上,而且还能提高不锈钢表面的耐蚀性能.     

表面硬化钢磨削烧伤的监测和预报

成型磨削齿轮之类的表面硬化钢零件时极容易发生磨削烧伤的现象，严重地破坏了零件的表面完整性，降低了零件的使用性能。对表面硬化钢进行了大量宽磨削宽度的切入式磨削试验证实，用相对容易测量的磨削力和磨削参数计算所得的单位面积磨削工率Ｐ〃ｃ与砂轮一工件接区最高平均温度Ｔｍａｘ间有极好的函数对应关系，表面质量的各种不同的检测结果完全与Ｐ〃ｃ相对应，Ｐ〃ｃ的二个临界值Ｐ〃ｃＩ和Ｐ〃ＣⅡ以及Ｆｎ／Ｆｔ的变化率...     

时效温度对17-4PH沉淀硬化不锈钢析出行为和硬化效果的影响

研究了17-4PH沉淀硬化不锈钢在(480~630)℃×4 h时效处理中的析出行为和硬化效果。结果表明,ε-Cu相析出使17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢硬化,硬化效果与Cu的析出和位错密度的变化密切相关。时效温度和基体组织对Cu析出行为有很大影响。时效温度越高,ε-Cu相颗粒的尺寸越大,形态由颗粒状最终变为短棒状。在位错密度低的区域,ε-Cu相颗粒的长大倾向要比位错密度高的区域大。     

低温应变时效下ULC-BH钢的烘烤硬化性能研究

针对超低碳烘烤硬化钢测试了100℃不同烘烤时间下的烘烤硬化(BH)值,通过内耗实验获得相应烘烤工艺下的内耗谱线,研究了Cottrell气团变化对ULC-BH钢烘烤硬化性能的影响。结果表明:对实验钢进行2%预变形、不同时间烘烤硬化处理后,随烘烤时间延长,BH值先增大最后基本不变;低温烘烤中,Snoek峰、B峰和SKK峰共同存在,随烘烤时间延长,Snoek峰降低、B峰和SKK峰升高;Cottrell气团碳浓度和高温SKK阻尼峰对BH值大小起主导作用。     

基于光束变换的激光相变硬化气门座温度场数值模拟

建立了基于激光光束变换的气门座激光相变硬化温度场数值模拟模型,分析了激光功率、激光加热面积以及激光加热时间对激光相变硬化气门座温度场的影响。结果表明:随着激光功率的增加,气门座峰值温度升高,在激光加载结束时刻,加载区域两侧温度梯度增大。随着激光加热面积的增加,加载区域峰值温度降低,激光加载结束时两侧区域温度升高、温度梯度减小。随着激光加热时间的增加,气门座峰值温度升高,激光加载结束时加载区域两侧温度梯度小幅度增加。     

磨削加工中滚珠丝杠温度场仿真与实验

螺距精度是丝杠磨削加工的重要指标,累积螺距误差对丝杠定位精度起着决定性作用。砂轮磨削丝杠产生的大量热量通过磨削接触区域按照一定比例传入工件,工件受热伸长而导致的丝杠滚道行程误差会直接反映在螺距误差上。基于若干简化条件,采用有限元法对磨削加工丝杠温度场进行瞬态热分析,并利用红外热像仪构建了磨削加工中丝杠温度测量实验系统,获得了可视化的丝杠热信息,分析了无冷却磨削时工艺参数对加工过程中不同时刻工件温度场分布以及热伸长的影响,有助于丝杠磨削加工的螺距精度控制。     

温度控制模式下激光相变硬化层深度与仿真模型研究

为探索温度可控的大功率半导体激光器作用下非平衡态的奥氏体转化温度和马氏体临界转化速度两个条件同时对中碳钢的相变硬化的作用机理,本文利用温度可控的大功率半导体直接输出激光加工系统对45钢进行温度控制模式下的激光相变硬化实验。实验表明:在相同激光相变硬化控制温度下,随着扫描速度的增加,相变硬化层深度先增加后降低。对试样的显微组织分析表明,在扫描速度较慢时,受冷却速度影响产生的激光相变硬化区成分、组织的差异是造成硬化层深度和硬度不同的原因。并基于非平衡态的奥氏体转化温度和马氏体临界转化速度为马氏体生成的判断依据,建立了基于COMSOL Multiphysics软件的三维激光相变硬化数值分析模型,探讨了温度控制模式下激光加工参数对硬化层深度的影响,与实验结果对比发现该模型能够较为准确预测温度可控的激光相变硬化层深度。     

齿轮用钢电子束表面硬化工艺的数值模拟

针对齿轮用钢35Ni4Cr2MoA的电子束局部硬化工艺,建立了移动电子束局部加热的有限元分析模型和连续加热冷却过程奥氏体化相变计算模型,采用Visual FORTRAN语言自行编制了奥氏体转变模拟程序,成功地模拟了电子束局部硬化的热过程和组织变化。对不同硬化工艺条件下奥氏体化程度分布和硬化层轮廓的模拟预测表明,随着电子束移动速度的提高,奥氏体化开始的温度升高,奥氏体化程度显著降低,奥氏体化的范围(硬化层的宽度和深度)明显缩小。在确保试件中心所经历的最高温度低于材料熔点并且大致相当的前提下,随电子束移动速度降低,硬化所需热输入增加。     

Ti和Ti+Nb处理的超低碳烘烤硬化钢连续退火研究

在实验室进行了Ti和Ti+Nb处理的超低碳烘烤硬化钢热轧、冷轧和连续退火实验,对两种成分的超低碳烘烤硬化冷轧钢板通过Gleeble-1500热模拟机进行连续退火再结晶规律的研究,并用盐浴炉进行了连续退火模拟。结果表明,对于Ti+Nb超低碳烘烤硬化钢,连续退火温度为870℃,退火时间为60s时综合性能最好,r值为2.46,烘烤硬化值为86.3MPa;对于Ti超低碳烘烤硬化钢,则在退火温度为870℃,退火时间为90s时综合性能较好,r值为2.17,烘烤硬化值为55.9MPa。Ti超低碳烘烤硬化钢的再结晶开始和结束温度分别在620℃和720℃左右,Ti+Nb超低碳烘烤硬化钢的再结晶开始和结束温度分别在660℃和750℃左右。     

结晶氯化铝的硬化特性分析

本文通过试验得出了氯化铝作硬化剂和氯化铵作硬化剂时,硬化时间与水玻璃涂料胶膜厚度的关系曲线,并提出了临界胶膜厚度的概念,进行了临界胶膜厚度和硬化速度的计算,还试验了氯化铝作硬化剂时硬化温度、风干时间对胶膜厚度的影响。