铝合金全方位离子注入与沉积复合处理工艺研究

铝合金具有许多优良性能，广泛用于航空、航天、舰艇及能源化工等工业部门，但是其耐磨损性能较差。本研究利用全方位离子注入与沉积（PⅢ＆D）技术来强化处理铝合金表面，采用离子注入＋过渡层＋耐磨损层的复合强化处理工艺，通过摩擦磨损试验和压痕方法来研究不同的过渡层结构和厚度对强化层抗磨损性能和结合力的影响规律。试验结果表明，通过优化过渡层结构和厚度，强化层耐磨损性能和结合能力有了很大的提高。     

高速低温轴承复合沉积膜设计分析

分析了高速低温轴承的工况,确定了采用离子束辅助沉积法进行表面改性,并选择WS2作为固体润滑膜。通过对试样进行膜层性能检测及结果分析可知,采用离子束辅助沉积技术在内、外圈滚道上沉积WS2固体润滑膜的方案可行。     

超低温氢氧泵轴承技术研究及进展

液氢／液氧火箭发动机涡轮泵用球轴承工作在超低温高转速重载荷条件下，需要采用合适的材料匹配和可靠的固体润滑。对由9Cr18套圈和政治协商会议组成的钢制轴承，常采用PTFE复合材料保持架及套圈和球上表面溅射PTFE膜层或PVD软金属膜来实现润滑，其主要失效可归纳为磨损、胶合及保持架断裂3种形式。采用氮化硅球的混合式陶瓷轴承以及套圈表面等离子体淹没离子注入Ag润滑膜层的应用，提高了轴承的寿命和可靠性。陶瓷轴承技术和离子改性技术将满足该轴承技术发展的需要。     

离子注入表面改性

<正>离子注入属于物理气相沉积范围,是将所需物质的离子在电场中加速后高速轰击工件表面,并使之注入工件表面一定深度的真空处理工艺。离子注入将引起材料表层成分和结构发生变化,以及原子环境和电子组态等微观状态的扰动,因而导致了材料的各种物理、化学和力学性能的变化。离子注入表面改性特征如下:1)采用离子注入法可能获得不同于平衡结     

离子强化沉积技术

<正> 采用离子注入方法进行工具表面强化处理的技术目前有了新的发展,英国哈威尔研究中心报导了这种称为离子混合和离子强化沉积的工艺方法. 当用离子束来轰击很薄的沉积涂层时,离子会穿透界面区,并促使相互混合。其作用机理是     

Sn-Ag-Cu自润滑滚子轴承的高温摩擦学特性

采用真空熔渗技术制备Sn-Ag-Cu高温自润滑滚子;在滚珠隔离式无保持架高温平面推力轴承试验装置上,对自润滑滚子轴承的高温摩擦特性进行试验研究;应用SEM/EDS技术分析轴承滚道摩擦表面的形貌和成分,研究试验温度、润滑剂合金与轴承滚动摩擦磨损之间的关系。研究表明:在400～600℃温度范围内,轴承的摩擦因数随着温度的的升高逐渐降低,当温度达到润滑剂合金熔点600℃时,摩擦因数达到最低值0.024;当温度为400℃时,轴承滚道摩擦表面以黏着磨损为主;随着温度升高,自润滑材料中的润滑剂合金逐渐析出涂覆在滚道表面,与滚道表面的高温氧化物共同影响轴承的摩擦学特性,因此在摩擦表面出现部分黏着磨损与氧化磨损;达到600℃后,滚道表面涂覆形成的润滑膜增多,因此氧化磨损和黏着磨损得到减轻,润滑效果最好。     

轴承表面钨掺杂类金刚石薄膜性能研究

利用物理气相沉积技术在圆柱滚子轴承表面制备钨掺杂类金刚石(W-DLC)薄膜,通过试验考核了Cr4Mo4V高温轴承表面W-DLC薄膜的均匀性和断油条件下的减摩耐磨特性。结果表明:薄膜层间以及膜层与基体之间结合力不小于55 N;与未镀膜的基体表面相比,镀膜后表面的摩擦因数降低了70%,磨损量减少了约80%;经过30 min断油试验后镀膜轴承表面W-DLC薄膜仍保持完整,可继续使用,未镀膜轴承滚道表面出现烧蚀斑块、点状剥落,滚子表面出现较大的剥落坑与划痕等缺陷。     

滚珠丝杠副非协调性接触特性研究

滚珠丝杠副中滚珠与丝杠滚道和螺母滚道的接触是一种典型的非协调性接触,这种接触的特性对滚珠丝杠副的承载能力、传动效率和定位精度等都有着重要的影响。为此,采用Hertz接触理论建立了滚珠丝杠副轴向接触刚度的求解公式,然后从滚珠丝杠副轴向负载、设计参数和材料属性等方面分析了滚珠丝杠副的接触特性,最后运用有限元分析软件ANSYS对滚珠与丝杠滚道的接触进行仿真,仿真结果与理论结果非常相近,从而验证了理论分析的正确性。研究结果为高速、重载和精密滚珠丝杠副的设计与使用提供了理论指导。     

油气润滑角接触球轴承腔内空气压力分布数值分析

基于轴承腔内油气两相流流动模型,采用VOF方法和MRF模型对高速角接触球轴承腔内油气两相流的流动情况进行数值计算,重点分析轴承腔内和滚珠表面的压力分布,以及转速、初始空气压力等参数对压力分布的影响。结果表明:轴承腔内的压力因滚珠与保持架的搅动作用,整体处于负值,并且在局部区域形成漩涡;随着转速的增加,腔内压力在负方向上逐渐增大,内外圈之间的压差也随之增大;沿着滚珠自旋方向,压力在负方向上逐渐增大,到滚珠与内圈接触点附近达到最大值,这有利于将润滑油吸附到滚珠表面,从而得到更好的润滑效果;初始压力越大,腔内压力在数值上也越大,分布不均匀性程度随之加剧,初始压力的选取对轴承润滑有很大影响。     

技术动态

离子注入工艺和其他表面处理工艺相比,具有其特有的优点:它能获得合金相,离子直接往入材料表层,结合强度高,不会产生脱层现象;另外注入时工件温度低(150℃),不会改变工件原有尺寸精度和表面光洁度。所以离子注入工艺用来处理齿轮刀具、拉刀、精密模具等形状复杂,精度要求高的工具,具有十分显著的经济意义。     

高精度轴承滚道ELID磨削专用机床设计

文章主要针对高精度轴承外圈内滚道加工精度和加工效率低下、加工品质的一致性难以保证等问题,将ELID精密磨削技术应用于多主轴转台式磨床中,设计出一台高精度轴承套圈滚道ELID精密磨削专用磨床。该机床能够自动上下料,在一次装卡中实现对高精度轴承外圈内滚道的半精加工及精加工,并进行在位检测,从而保证工件的尺寸、形状精度、表面加工品质及一致性。详细说明了机床的设计理念、结构分布及轴承套圈滚道ELID磨削过程。     

强化研磨工艺下轴承滚道表面织构的变化规律

强化研磨可以使轴承滚道表面形成均匀分布的储油织构,为了研究这种织构的形成与变化规律,用扫描电镜对强化研磨后的套圈滚道表面形貌进行观察,基于MATLAB平台,通过图像处理技术对滚道表面形貌进行三维分析,再用TIME3230粗糙度仪测量其表面粗糙度。结果表明:采用经历25～125次强化研磨循环的研磨料加工套圈滚道,可以使滚道表面获得分布均匀、储油量良好的织构,加工效率较高;当强化研磨循环的次数达到200次时,研磨料切削能力几近丧失。     

滚珠丝杠副滚珠在滚道中接触角的选择和测量

滚珠丝杠副,主要是通过滚珠(钢球)将丝杠的旋转运动变成螺母的直线运动。在运动过程中,滚珠在滚道中所处的位置对丝杠副的性能影响很大,该位置是用滚珠接触角来表示的。所谓滚珠接触角就是在螺纹滚道的法向截面内,过滚珠与滚道接触点所作的公法线与丝杠轴线的垂线间的夹角(如图1所示)。一、螺纹滚道形状与接触角的选择 1.螺纹滚道形状图1所示是四种螺纹滚道法向截面形状。从加工来看,直角形和梯形滚道最为简单,但是滚道与滚珠相接触的工作表面曲率相差很大,所以,丝杠副在轴向载荷作用下,会产生很高的接触应力,这就限制了它的应用范围。这两种滚道只是在承受外载不大和刚度要求不高时才可以应用。目前应用最广的是单圆弧和双圆弧滚道。双圆弧滚道由三级圆弧组成。在一定范围内,这种结构型式     

38CrMoAl钢形变和氮离子注入强化研究

研究了38CrMoAl钢形变离子注入复合强化后的摩擦磨损性能，并与形变强化处理件和离子注入件作比较，探讨了其形变离子注入的强化机制。试验结果表明，试样经上述各种处理后，耐磨性都有所提高，其中形变与离子注入复合处理后试样的效果最好；N^＋注入后，改性层中生成了大量的氮化物、碳化物等以及固溶体，它们弥散分布于α-Fe中，使其表面得以强化，提高了材料的耐磨性。     

车用滚动轴承失效的处理及代用

滚动轴承的更换或报废和允许缺陷 车用滚动轴承如出现下述现象应予以更换或报废：轴承表面金属脱皮、疲劳剥落失去光泽；滚动表面有碰损、凹坑和较深的锈蚀斑点，因拆装不当造成轴承表面有较深横贯的擦伤划痕和变形，滚珠转动卡滞；滚珠、滚道或隔圈表面锈蚀，滚珠自行松脱或过度磨损，滚动表面因润滑不良而发热烧蚀变色，呈灰暗的痕迹；锥形演柱小端工作面凸出于轴承外环端面外，内环大端内端面有缺口和金属剥落等。在缺乏新件并保证安全可靠的情况下，可暂时使用具有下述缺陷的滚动轴承：在工作中有轻微的声响；滚珠、滚道表面有对转动性能无影响的轻微凹陷、磨点、划痕、黑斑和灰暗等缺陷；滚动轴承内外环端面磨损深度不大于0．3mm。     

风电转盘轴承径向微动磨损的数值模拟

以某1.5MW转盘轴承为研究对象,应用ABAQUS软件建立三维球(GCr15轴承钢)/滚道(42CrMo钢)接触弹塑性有限元模型,通过改变滚珠与滚道接触时的曲率比,实现球、滚道接触的径向磨损模式,研究了不同曲率比对滚珠与滚道之间接触应力、相对滑移量和动力学曲线等摩擦学关键参数的影响规律。研究结果表明:滚道的塑性变形主要发生在第一次加载卸载过程中,后续加载循环塑性变形并不明显;随着曲率比的增加,滚道的变形增大,磨损区域减少;模型的最大应力不在接触表面产生,出现在距离接触表面深度1mm处,这与实际损伤结果相符。     

等离子体基离子注入技术发展及其应用

等离子体基离子注入是一新型的材料表面改性技术，它克服了传统离子注入视线加工的缺陷，可处理复杂形状工件，并可批量生产，生产效率高，设备成本低，本文简述了等离子体基离子注入的原理，特点及其工业的应用，并指出等离子体基离子注入技术与其他镀模技术相结合是今后的发展趋势。     

滚子凸度偏移和外滚道锥度对圆柱滚子轴承接触应力的影响

以N1015圆柱滚子轴承为研究对象,采用ANSYS对滚子凸度偏移、外滚道锥度对滚子与外滚道间接触应力的影响进行了分析,得出了二者与接触应力的关系。结果表明,为使轴承在给定载荷下的接触应力均匀分布,外滚道锥度和滚子凸度偏移应控制在合适的范围内,否则,滚子与滚道间的接触应力会迅速增大,其分布也会呈现出复杂的非对称性与非均匀性。     

基于变量编程加工的滚珠丝杠拟合切削可行性研究

为有效解决普通车床加工双头滚珠丝杠表面时,螺旋滚道加工工序复杂、分头误差大和加工效率低等问题,对滚珠丝杠的加工方法进行了研究。在分析传统加工方法利弊的基础上,提出了应用多功能型数控车床变量编程（拟合加工）原理及采用聚晶立方氮化硼（CBN）车刀,以车代磨,实现高硬度小型双头单圆弧滚珠丝杠螺旋滚道的一次性加工,大大提高了滚珠丝杠的整体加工精度和加工效率,降低了企业生产成本。     

高过载脂润滑滚珠丝杠副流固耦合分析

润滑脂润滑对滚珠丝杠副的振动与冲击属于复杂的流固耦合过程。为描述润滑脂与滚珠丝杠间的相互影响,建立滚珠丝杠副与润滑脂的流-固耦合模型,采用耦合拉格朗日-欧拉算法,分析滚珠丝杠副在转速和轴向载荷作用下润滑脂流动和接触滚道的接触应力情况。结果表明：在考虑润滑条件下,滚珠丝杠滚道处的受力更加均匀,接触应力比未考虑润滑脂时减少了18%,这为航天用滚珠丝杠副的选型与设计提供一定的选择准则。