亚共晶白口铸铁等离子弧表面淬火的淬硬层性能研究

运用等离子弧束作为热源对亚共晶白口合金铸铁进行表面淬火处理,采用正交试验法优化等离子弧表面淬火工艺参数,分析各主要工艺参数对淬硬层硬度、深度的影响规律,并对处理后淬硬层显微硬度和显微组织状态进行分析与讨论.结果表明:对淬硬层硬度影响的主要参数是工作电流,其次是喷嘴工件间距,然后才是弧束的扫描速度;对淬硬层深度影响最大的参数是弧束的扫描速度,其次为工作电流;随着电流值的增加,淬硬层深度、硬度提高,但需要控制工作电流值;随着扫描速度的提高和喷嘴到工件距离的不断增加,淬硬层的硬度、深度下降;利用等离子弧束对工件进行表面淬火处理,需确定最佳工艺参数.     

40Cr双程磨削淬硬的数值模拟

基于40Cr的双程往复磨削淬硬试验,利用有限元软件Deform-2D对双程往复磨削淬硬进行数值模拟,并且对组织转变进行了二次开发.把工件看成多相组织,建立了往复磨削热流模型,利用组织转变动力学,模拟得到了工件的温度场,组织场,硬度场等变化关系仿真结果,仿真结果与实验数据较吻合.本研究为揭示磨削淬硬层的形成机理、优化磨削淬硬工艺和控制磨削淬硬层的质量提供了基础.     

基于横向进给的磨削淬硬层深度正交试验研究

以横向进给磨削正交试验为基础,研究了磨削深度a_p、工件进给速度vw和横向重磨量C_r对40Cr钢磨削淬硬层深度的影响。结果表明:磨削深度a_p和工件进给速度v_w是影响磨削淬硬层深度的高度显著因素,其显著性大小依次为:磨削深度a_p工件进给速度v_w横向重磨量C_r。随着磨削深度的增加或工件进给速度的减小,磨削淬硬层深度相应增大。从提高磨削淬硬层深度及其均匀性的角度出发,本试验的最优磨削淬硬工艺参数组合:磨削深度ap为0.4 mm,工件进给速度v为0.2 m/min,横向重磨量C_r为1 mm。     

用合理制备切削刃的刀具加工工件过渡区

在工件过渡区（即淬硬表层与经部分淬硬的工件本体的过渡区域）的加工中,由于被加工结构具有不同的特性,因此刀具切削刃必须满足复杂的、有时是相互矛盾的性能需求。例如,在切削变形程度不大的淬硬工件材料时。为了达到适当的切削刃稳定性,对刃口进行钝化处理被证实是有益的。另一方面,由于未淬硬材料在切削时具有较大的弹塑性变形。需要采用锋利的切削刃加工。因此,需要的刀具切削刃形貌应能低成本、高质量地加工具有软、硬两个不同部分的工件。迄今为止,关于在加工具有表面淬硬层和局部淬硬的工件时,刀具切削刃的微观几何形貌、制备方法、技术参数与加工结果之问的关系的相关知识一直比较欠缺。本文专门针对这一问题进行了深入研究。     

预应力淬硬磨削工件淬硬层深度预测研究

预应力淬硬磨削是将磨削、残余应力控制及表面淬火集成于一体的复合加工技术。基于预应力淬硬磨削工件的淬硬层深度试验结果,提出了基于PSO_LSSVM算法的工件淬硬层深度预测模型。结果表明,样本集分为训练集及测试集,在本次研究范围内,PSO_LSSVM模型训练集误差为0.7%,测试集误差为4.4%。与BP神经网络模型相比,PSO_LSSVM模型的拟合性好、预测精度高、泛化能力强且预测结果更接近真实情况,能够满足对预应力淬硬磨削工件淬硬层深度的预测需求。该研究为预应力淬硬磨削技术的推广与应用提供了技术及理论基础。     

感应加热的热计算模型

讨论了感应加热热传导过程中 ,瞬态温度场的变化和分布 ,建立了表面比功率和表面加热温度、加热时间、感应加热电流频率、工件尺寸及淬硬层之间关系的数学模型 ,为从工艺上控制零件所需的淬硬层深度提供了理论基础     

磨削淬硬中磨削区温度自动控制系统的设计

磨削淬硬是利用磨削区热量对工件表面进行热处理的新技术。在磨削淬硬过程中,工件表面温度的变化直接影响工件表面热处理层的质量。高温热管是一种很好的控制热量传输的器件,为了使磨削淬硬过程中工件的温度变化较小,设计一种温度控制系统,将高温热管与被磨削工件接触,利用红外辐射测温仪检测磨削加工中工件的表面温度,温度数据通过PID控制器传递用以控制高温热管与工件的接触热阻来调节工件的表面温度,从而达到控制表面淬火的要求。     

不同热处理工艺对汽车前轴力学性能的影响

介绍了调质工艺在汽车前轴上的使用,研究了单液淬火法、等温淬火法及PAG淬火工艺对轴的力学性能的影响。结果表明,新型PAG淬火工艺有效地解决了单液淬火和等温淬火中工件淬不硬以及组织含有铁素体的难题,并获得了具有优良力学性能的轴类零件,为实际生产节约了成本,提高了生产效率。     

不同热处理工艺对汽车前轴力学性能的影响

介绍了调质工艺在汽车前轴上的使用,研究了单液淬火法、等温淬火法及PAG淬火工艺对轴的力学性能的影响。结果表明,新型PAG淬火工艺有效地解决了单液淬火和等温淬火中工件淬不硬以及组织含有铁素体的难题,并获得了具有优良力学性能的轴类零件,为实际生产节约了成本,提高了生产效率。     

锻后余热预冷淬火工艺的试验研究

基于锻后预冷淬火可提高工个的淬硬层深度，本文提出锻后余热预冷淬火工艺，通过试验证实，这一工艺能有效地提高工件的服役能力，具有广泛的应用价值。     

基于Deform-3D的65Mn硬态切削加工仿真研究

以淬硬钢65Mn为原料,采用有限元分析软件Deform?3D构建了硬态切削加工模型。模拟了不同切削速度下淬硬钢65Mn的车削加工过程,对车削加工的切削力、温度随切削速度的提高的变化以及工件表面应力变化的仿真结果给出了分析,为实现工艺参数的优化提供了指导。结果表明：硬态切削加工3个切削力中径向力Fy 最大,第二变形区的切削温度较高,硬态切削加工过程中工件表面应力呈现拉压交替变换且最终表现为压应力。     

45钢光轴连续感应淬火过程的数值模拟

建立45钢无限长轴对称工件连续感应淬火过程的二维物理模型,并进行温度场的数值模拟。根据连续感应淬火过程中温度场的分布给出了判断淬硬层深度的依据,并结合Maynier组织预测模型与硬度公式计算出工件不同深度处的硬度值进行验证。结果表明,可根据工件感应加热区域进入喷水冷却时刻的径向温度分布曲线来预测连续感应淬火最终淬硬层深度。根据这一结论,可以用所建立的有限元模型对连续感应淬火工件淬硬层深度进行预测。     

基于纵向往复和横向间歇进给的磨削淬硬层研究

在平面磨床上采用双道磨削方式对40Cr钢进行了磨削淬硬试验,研究了横向上淬硬层组织形貌及显微硬度分布规律。结果表明,双道磨削时,横向上越靠近工件中部地区,淬硬层厚度越薄,磨削区可以分成完全淬硬区、过渡区、回火区和重磨区（无重磨时存在未淬区）。横向上淬硬层中间部分存在显微硬度较低的“软化带”,且随着磨削深度的增加或工件进给速度的减小,软化带长度增加;当表面硬化层没有未淬区域时,随着砂轮重叠量的增加,软化带长度也增加。     

9Cr2MoV工作辊淬火工艺的研究

通过一系列工艺试验,针对9Cr2MoV型高碳合金工具钢提出了一条高效新颖的热处理工艺流程,经该工艺处理后的工件淬硬深度符合实际生产的技术要求。该工艺的最大优点是体现了当今社会节能环保的主题。     

原始组织对42CrMo钢磨削淬硬层的影响

在MKL7132X6/12数控强力成形磨床上对42CrMo钢进行磨削淬硬加工试验,通过光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计等测试仪器测量和分析磨削淬硬层的宏观组织、显微组织、硬度以及淬硬层深度,研究原始组织对42CrMo钢磨削淬硬层组织和硬度的影响。结果表明:完全淬硬层表层由针状马氏体和少量未溶碳化物组成;中间层由略粗针状马氏体和少量未溶碳化物组成;过渡层组织因原始组织而异。原始组织对完全淬硬区组织和硬度无明显影响,显微硬度620~700 HV。但随着工件材料原始组织均匀性的提高,略粗马氏体组织距工件表面的距离变大,且磨削淬硬层深度变大。     

齿轮成形磨削淬硬温度场与组织场仿真研究

为了真实反映成形磨削淬硬过程中温度、组织分布状态,基于热力学和相变动力学数学模型,根据ABAQUS用户子程序接口DFLUX、USDFLD,按照FORTRAN语法规则编写代码对CAE软件进行二次开发,模拟分析了成形磨削淬硬包括冷却全过程的温度场及组织转变过程,预测工件在不同方向的温度变化及磨削淬硬完成后马氏体组织分布情况,计算工件淬硬层深度,评定其淬透性。结果表明,距表层0.32mm以上的材料将激活相变,淬硬层深度约为0.291mm。仿真模拟对磨削淬硬中控制马氏体转变量具有一定的指导作用。     

淬硬钢密封槽高效加工工艺研究

分析了动力转向器齿条活塞密封槽磨削工艺易出现的质量问题和采用硬车淬硬钢密封槽工艺的技术难点,提出了一种高效的淬硬钢密封槽加工工艺方案。采用正交试验法设计实验,得到不同工艺参数对刀具寿命的影响规律,并根据分析结果对车削工艺参数进行了优化。实践表明,车削淬硬钢密封槽时切槽刀径向和两侧面切削余量的选择最为关键。采用粗车密封槽,热处理后再精车密封槽的工艺方案不仅能保证加工质量、提高生产效率、降低成本,还绿色环保。该研究为齿条活塞密封槽的车削加工提供了依据,也为其他类似零件的加工提供了可资借鉴的经验。     

高频淬火缺陷分析

齿轮和轴类零件采用高频淬火处理来改善表面组织结构,提高表面硬度和强度,以提高零件的使用寿命。高频淬火时,若工艺和操作不当,使零件产生裂纹等缺陷,造成废品。 (1)淬硬层深度达不到技术要求:高频淬火淬硬层深度一般为0.5—2mm,但有时小于0.5mm。对于选定材科,影响淬透深度的因素是电流频率和工件旋转、移动速度。因此,为了达到一定的淬硬层深度,需选择合适的电流频率和工件旋转、移动速度。 (2)软点与软带:软点为淬火件个别区域的硬度比邻近区域的硬度低得多。其主要是由于冷却液不纯净、含有油珠,使局部冷却速度降低(小于临界冷却速度),或工件局部氧化     

20钢的深层碳氮共渗工艺

对20钢制滚筒及相同材质的试样进行了碳氮共渗、淬火、清洗、回火处理。测定了试样和工件的表面硬度、淬硬层深度和渗层的碳浓度梯度并观察了试样的显微组织。结果表明:试样和工件在试验工艺下,回火前表面硬度值达到66 HRC,淬硬层深度达到0.92 mm,马氏体及残留奥氏体组织级别≤3级,碳浓度由表及里平滑过渡,回火后性能完全达到了技术要求,零件的服役情况良好。     

球墨铸铁QT600-3激光淬火工艺研究

研究了矩形(5 mm×4 mm)激光束工艺参数(功率密度W和扫描速度v)对QT600 3材料激光淬火淬硬层深度及淬硬层硬度分布的影响。结果表明,在 W=4.5~5.5 kW/cm2、v=4~5 mm/s时,其淬硬层内硬度分布基本均匀,平均硬度值达920 HV,达到基体硬度的2.3倍左右;硬化层深度达0.5 mm左右。