40Cr钢磨削淬火层组织及其形成机理

采用棕刚玉砂轮在MMD7125型精密平面磨床上对40Cr钢进行了磨削淬火试验,研究了淬硬层组织及形成机理。结果表明:采用适当的磨削参数可满足该钢所要求的淬火温度,进而获得适宜的淬硬层显微硬度和强化层深度;磨削淬火层由完全硬化区和过渡区组成;完全硬化区主要由细小针状马氏体组成,从表面到里层,组织形貌呈现“细→粗→细“的变化规律,其形成机理是热-力耦合作用影响磨削淬火过程中的奥氏体晶粒大小及其位错密度,并将直接影响转变后的马氏体组织形貌。     

40Cr材料干磨削表面硬化层一致性仿真研究

为研究干磨削强化层深度一致性的影响机理,以40Cr材料为仿真研究对象。利用沿深度方向的仿真温度曲线,并结合奥氏体转变温度,获得硬化层分布情况及磨削硬化层分布一致性特征。结果表明,随着磨削深度的增加硬化层深度逐渐增加,随着进给速度的增加硬化层深度逐渐减小,且试件表面切入区与切出区硬化层深度分布一致性不够均匀,而表面中间区域硬化层分布一致性较好。     

CBN砂轮对GCr15钢的磨削硬化试验研究

为了对磨削硬化加工提供更多的理论依据,采用CBN砂轮对GCr15钢进行了磨削硬化试验,对磨削硬化加工过程中磨削组织的变化,以及磨削参数对磨削硬化层的硬度及其分布的影响进行了分析与研究。采用暗场显微镜观测了磨削前后GCr15钢的组织变化,并分析了组织变化的原因;采用显微维氏硬度计分析了硬化层硬度均匀性以及产生硬度不均匀性的原因;通过磨削硬化试验组研究了磨削参数对硬化层硬度的影响,并从磨削热的角度分析了产生此类影响的原因。研究结果表明:硬化层深度为0.12 mm,工件微观组织的转变是影响磨削过程中硬化层硬度均匀性的主要因素,适当提升磨削深度和工件进给速度可以获得更高的硬化层硬度,加快工件的冷却速率也可以提升硬化层的硬度。     

非调质钢的磨削强化试验

磨削强化处理技术是利用磨削热替代高、中频感应淬火热源对钢件表层进行强化处理，将磨削加工与表面强化合为一体。对非调质钢进行磨削强化开展研究，通过变切深和变进给磨削强化试验，研究强化层深度的变化规律，对试件的金相组织进行分析。研究表明非调质钢磨削强化是可行的。     

超高速点磨削相关机理研究

结合超高速磨削技术和点磨削工艺,给出对点磨削及其相关技术的理解.建立砂轮磨损和承载等模型,研究发现,与传统外圆磨削相比,点磨削砂轮承载更均匀,寿命更长,磨削性能更佳.由点磨削参数条件下的单颗磨粒成屑试验发现,磨粒的实际切深要比理论切深小,并由单颗磨粒成屑机理给出合理解释.由砂轮连续成屑机理和砂轮相对工件运动轨迹的分析发现,工件轴向进给速度应低于保证良好磨削表面的最小旋切圈数的临界值.点磨削是一种优质的旋切工艺,能够实现较大切深的磨削加工,兼具高材料去除率和高表面质量的优点.由于主轴偏摆,砂轮和工件接触无闭合磨削区,经湿磨试验发现,点磨削接触区内有更大流量的磨削液通过.     

横向进给磨削表面硬化层的研究

在平面磨床上采用横向进给磨削方式对40Cr钢进行表面硬化处理,研究了磨削表面硬化层组织与磨损性能的变化趋势.结果表明:在磨削温度场作用下,横向进给磨削表面硬化层在深度和宽度方向上具有不同的组织变化趋势和显微硬度分布特征;表面硬化层始终存在由过渡区与未淬硬区或高温回火区组成的软化带,但合理的软化带宽度有利于提高油润滑条件下表面硬化层的耐磨性.     

磨削强化技术对中碳钢磨削淬硬效果的研究

磨削强化技术是利用磨削加工过程中产生的大量磨削热对工件材料进行表面热处理的新工艺技术。它利用磨削热使退火或回火钢零件材料表层产生马氏体相变,达到表面强化的目的,实现了表面淬火工艺与机械加工过程的集成。本文选取45钢和60钢为研究对象,进行磨削强化试验研究。研究结果表明:在磨削温度场作用下缓进给磨削表面硬化层在深度和宽度方向上具有不同的组织变化趋势和显微硬度分布特征;表面硬化层始终存在由过渡区与未淬硬区或高温回火区组成的软化带。     

8620H高性能齿轮钢磨削加工表面完整性研究

8620H合金钢具有较高的硬度、耐磨性及良好的韧性等特性,被广泛应用于齿轮制造。使用平面磨头端磨8620H齿轮钢,通过单因素试验分析了不同磨削参数对8620H齿轮钢表面完整性的影响。研究表明：随着磨头转速的提高,磨削力降低,工件表面划痕减小,粗糙度降低;随着磨削深度的增加,磨削力及工件表面粗糙度增大;随着进给速度增大,磨削力增大,表面粗糙度降低。在不同磨削工艺参数下,8620H齿轮钢磨削加工后表面产生加工硬化,形成约40～60μm的硬化层。     

模切辊激光表面强化研究

用连续CO2激光束对50钢模切辊进行了激光表面相变硬化试验，研究了淬火层的显微组织、硬度分布及工艺参数对强化效果的影响。结果表明：50钢模切辊经激光表面淬火后，硬化层组织由细小的位错马氏体及少量的残余奥氏体组成。模切辊变形很小，且表面硬度高，整体硬度分布较为均匀，能够达到技术要求。采用激光淬火技术对50钢模切辊进行表面强化是可行的。     

自切深进给电泳磨削技术

利用超细磨粒的电泳效应实现一种磨削技术称之为电泳磨削,通过超细磨粒电泳吸附层的研究,提出了自切深进给电泳磨削新工艺,即在机床无切深进给的条件下利用吸附在磨具上的磨粒层本身厚度的增加来实现微量进给。理论分析和试验研究表明,在普通磨床上应用不仅可以有效地降低工件表面粗糙度,同时还可以实现μm级的磨削深度。     

磨粒簇叶序排布砂轮外圆磨削凹坑结构化减阻表面的仿真

机械零件表面结构化能够起到减阻耐磨的作用,磨削加工能够有效地加工出规则的结构化表面,基于此,依据生物学叶序排布原理设计了磨粒簇叶序排布砂轮并建立了数学模型。为探讨磨粒簇叶序排布砂轮磨削外圆结构化表面的形成机理,建立了磨粒的运动方程并讨论了实现结构化表面的磨削条件,利用MATLAB仿真了不同转速比γ和叶序参数h,以及磨削深度ap下工件结构化表面的形貌特征;仿真结果表明,转速比γ越大、叶序参数h越小工件周向凹坑数目就越多;磨削深度ap越大,凹坑的周向尺寸越大。     

固着磨料高速研磨工件表面硬化规律的研究

为研究固着磨料高速研磨工件表面硬度的变化规律,对加工零件的硬化现象与研磨工艺参数之间的关系进行了研究。结果表明,磨料粒度的增加,并未引起工件表面硬化程度的明显变化;随着研磨压力和速度的增加,工件表面硬化程度变大。分析认为,研磨后工件表面发生位错增殖,从而导致位错密度增加;同时由于位错运动导致的位错交割,是导致工件表面硬化的主要原因。该工艺具有节约磨料、环境污染小、加工工艺简单、加工质量好、加工效率高等优点。     

非淬硬钢磨削表面硬化层的试验研究

在平面磨床上对非淬硬钢进行了磨削硬化处理,研究了磨削方式和冷却条件对表面硬化层的影响。结果表明:硬化层完全硬化区均由细小的孪晶马氏体和板条马氏体组成,且硬化层的组织形貌及显微硬度无显著变化,但硬化层略粗马氏体相的出现位置有所差异;在磨削用量恒定时,顺磨硬化层的深度以及最大残余压应力均大于逆磨硬化层;在磨削功率恒定时,采用逆磨方式可以获得更深的硬化层;与干磨相比,湿磨硬化层表面残余压应力有所提高,但其硬化层深度减少了约30%。     

预应力淬硬磨削工件表面层质量试验研究

从抗疲劳制造与绿色制造的观念出发,融合预应力磨削与磨削淬硬技术原理,提出了将残余应力控制、表面淬火及磨削三者集成于一体的预应力淬硬磨削技术理论与方法。对45钢试件进行了预应力淬硬磨削加工试验,以工件淬硬层表面残余应力、硬度及粗糙度为研究对象,与相同条件下的磨削淬硬工艺试验结果进行了对比分析。结果表明：预应力淬硬磨削工艺可增大工件表面残余压应力,减小拉应力,其工件表面残余应力状态优于磨削淬硬工艺;预应力淬硬磨削工件表面硬度可以达到基体硬度的3倍左右,而工件表面粗糙度小于磨削淬硬工艺工件表面粗糙度。因此,在相同的加工条件下,预应力淬硬磨削工艺比磨削淬硬工艺具有更好的抗疲劳性、耐腐蚀性及表面完整性。     

磨削淬火对60Si2Mn钢性能的影响

采用刚玉砂轮在普通平面磨床上对60Si2Mn钢进行了磨削硬化,研究其硬化层组织及变化规律。结果表明:表面磨削强化工艺可获得760HV以上的高硬度淬硬层,最大淬硬层深达2.0 mm;磨削淬火加热速度极快,细化了奥氏体晶粒,淬火马氏体组织非常细小,得到板条马氏体和片状马氏体的混合组织。     

冷却条件对65Mn钢磨削硬化层组织与性能的影响

通过在普通平面磨床上采用刚玉砂轮对 6 5Mn钢进行磨削硬化试验 ,研究了冷却条件对其硬化层组织与性能的影响。结果表明 ,在不同冷却条件下 ,硬化层的马氏体组织形貌及显微硬度无明显变化 ,完全硬化区显微硬度均在 810～ 870HV之间 ;干磨时 ,马氏体和碳化物含量减少 ,残余奥氏体含量增多 ,其完全硬化区深度高达1 7mm ,而湿磨时仅为 0 6mm。     

碳纤维复合材料超声磨削工艺的研究

在总结国内外大量文献资料的基础上,利用自行研制的超声振动系统对碳纤维复合材料进行了磨削试验,研究不同加工参数对切削力和工件表面质量的影响,并对超声磨削机理进行了分析。结果表明:随着主轴转速的加快,切削力和表面粗糙度值减小;随着切削深度的增大或进给速度的加快,切削力和表面粗糙度值增大。与传统磨削加工相比,在加工参数相同的条件下,超声辅助加工时工件所受的切削力和表面粗糙度值更小。     

65Mn钢磨削硬化层组织的研究

采用刚玉砂轮在普通平面磨床上对65Mn钢进行磨削硬化，研究其硬化层组织及变化规律，结果表明：磨削硬化层由完全硬化区和过渡区组成；完全硬化区由细小针状马氏体、残余奥氏体和少量点状碳化物组成，过渡区由马氏体和回火索氏体(珠光体)组成；从表面到里层，组织形貌呈现“细→粗→细”的变化规律；在本研究的磨削工艺条件下，显微组织无明显变化。     

硬态切削对GCr15耐磨性能影响的研究

针对硬态切削过程中工件被加工表面出现白层 ,表层组织和硬度均发生变化的现象 ,用PCBN刀具硬态切削和传统磨削的GCr15工件的耐磨性进行了对比试验。试验发现 ,在高相对滑动速率下 ,磨削加工的试件磨损量很小 ,耐磨性能明显优于车削加工的试件 ;而低相对滑动速率情况下 ,即使高速重载 ,车削加工试件与磨削加工试件的磨损量都很小 ,车削加工试件的耐磨性甚至优于磨削加工试件     

陶瓷CBN砂轮磨削镍基铸造高温合金K418磨削力研究

系统开展了陶瓷结合剂CBN砂轮磨削K418的试验研究,测试了不同砂轮线速度、工件进给速度及切深条件下的磨削力。通过对试验数据的分析处理,得到上述3个工艺参数对磨削力、力比及磨削比能的影响规律。并拟合出了陶瓷结合剂CBN砂轮磨削基铸造高温合金K418时磨削力的经验公式,该公式估算误差低于10%。磨削力和力比均随着工件进给速度、切深和当量磨削厚度的增大而增大,随砂轮线速度的减小而增大。随着当量磨削厚度的不断增加,磨削比能呈下降趋势。