40Cr调质钢外圆磨削淬硬试验研究

采用外圆磨削方式对40Cr调质钢进行磨削淬硬试验,通过测量试样的金相组织和显微硬度对外圆磨削淬硬的可行性、磨削参数对淬硬效果的影响规律等进行研究。结果表明:40Cr钢外圆磨削淬硬是可行的;试样的表层组织由完全淬硬层、过渡层和基体组成;表面硬度均在690 HV左右,淬硬层深度最高可达1.10 mm;磨削深度对表面硬度无显著影响,但对淬硬层深度具有显著影响,工件速度和砂轮型号对表面硬度及淬硬层深度均无显著影响。     

液氮冷却磨削淬火后42CrMo钢的组织与硬度

用液氮作为冷却液对调质态42CrMo钢进行磨削淬火试验,之后对试验钢进行空冷和深冷处理,研究了淬硬层的组织、硬度和表面粗糙度,并将其组织与乳化液冷却磨削淬火试验钢的淬硬层组织进行对比。结果表明:与乳化液冷却磨削淬火相比,液氮冷却磨削淬火后,淬硬层中的马氏体更加细小;深冷处理后,淬硬层中的的马氏体和碳化物增多;随着磨削深度增加,液氮冷却磨削淬火试验钢淬硬层的厚度、峰值显微硬度和表面粗糙度均增大。     

磨削用量对40Cr钢磨削淬硬层的影响

以平面磨削淬硬试验为基础，研究了磨削用量对40Cr钢磨削淬硬层组织与性能的影响。结果表明，在磨削淬硬加工中的热、力耦合作用下，磨削用量对磨削淬硬层的马氏体组织形貌及其高硬度区硬度值无显著影响，其高硬度值均在HV630～HV680之间。随着磨削速度的提高、磨削深度的增加或工件进给速度的降低，磨削淬硬层表面残余压应力值相应减小，但淬硬层深度以及应力作用深度相应增加。     

45钢横向进给磨削淬硬数值模拟与试验研究

采用数值模拟与试验相结合的方法对45钢横向进给磨削淬硬进行研究,分析了磨削工件不同区域的表面淬硬效果。结果表明:在本试验条件下,淬硬层最高显微硬度为738.4HV,最大深度为0.56mm,达到了表面淬火的要求。但是切入区、中间区和切出区存在差异,且工件重叠区域在表面淬硬后随即发生了低温回火,得到回火马氏体组织。     

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.     

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。     

磨削条件对45钢最大磨削淬硬层深度的影响

以磨削淬硬实验为基础,研究了单程磨削淬硬过程中磨削深度、工件进给速度对淬硬层深度的影响;同时通过建立最大磨削淬硬层深度的计算模型并结合Matlab软件的数值仿真功能,对45钢最大磨削淬硬层深度进行模拟仿真。结果表明:最大磨削淬硬层深度随着磨削深度的增加或者工件进给速度的减小而增加;采用Matlab对最大磨削淬硬层深度进行数值仿真得到的结果与实验结果吻合度较高,通过建立适当的数学模型可以有效地预测最大磨削淬硬层深度。     

实现零件磨削淬硬的热源优化及淬硬层预测

磨削淬硬是利用磨削加工过程中产生的热、机械复合作用直接对钢质零件进行表面硬化的加工新技术。由于零件淬硬层深度对零件性能具有显著影响,因此对零件淬硬层深度进行预测具有工程实际意义。根据热源强度变化特点,将零件沿长度方向划分为切入区、中间区以及切出区并对热源强度模型进行优化。基于有限元方法,对磨削过程中的各区域温度场分布及瞬时温度变化进行仿真分析,并对零件的切入区、中间区及切出区的淬硬层深度进行预测。结果表明,由于加工过程中热源强度的变化,磨削加工后的零件两端均有未淬硬部分,中间区淬硬层深度最大且均匀。最后将零件淬硬层深度预测与实验结果进行对比,验证了热源优化模型的合理性和预测方法的有效性。     

激光淬火CrMoCu合金铸铁组织及摩擦学性能研究

研究CrMoCu合金铸铁经激光淬火后淬硬层的微观组织结构特征,以及其显微硬度和减摩耐磨性能的变化。结果表明,CrMoCu合金铸铁激光淬火淬硬层依其组织特征可分为完全淬硬区和过渡区。硬化层深度为0.45～0.6mm,表面显微硬度较未淬火基体提高约140%;CrMoCu合金铸铁经激光相变硬化处理后,在不同载荷和低速下均具有较好的减摩性能;在试验范围内,CrMoCu合金铸铁经激光淬火后耐磨性能有显著提高。     

T10钢宽带激光相变硬化的组织与性能研究

采用宽带激光相变硬化工艺对T10钢表面进行了改性处理 ,并对改性后的组织与性能进行了研究 ,结果表明 ,硬化区组织为针状马氏体 +少量残余奥氏体。热影响区组织为少量针状马氏体 +珠光体 +网状渗碳体。基材组织为珠光体+网状渗碳体。淬硬层表面的洛氏硬度最高值为HRC6 3 5 ,淬硬层内的显微硬度分布均匀 ,最高显微硬度值约为HV94 0 ,从硬化区→热影响区→基材显微硬度呈梯度变化。激光相变硬化后淬硬层表面的残余应力分析表明 ,淬硬层表面存在压应力 ,压应力的最大值为 - 4 2 9MPa。     

45#钢激光相变硬化组织及性能

应用5kW连续CO2激光器对正火态45#钢表面进行激光相变硬化处理,采用金相显微镜和显微硬度计进行显微组织分析及硬度测试。结果表明,激光相变硬化后的剖面组织可分为完全淬硬区(马氏体)、不完全淬硬区(马氏体、铁素体和珠光体)、高温回火区(回火索氏体)。激光相变硬化处理明显提高了正火态45#钢的硬度。当激光功率一定时,随扫描速度的增加,淬硬层深度逐渐降低,且在v=400mm/min和v=1000mm/min时表面硬度分别出现峰值。     

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。     

磨削用量对65Mn钢磨削淬硬层深度及其均匀性的影响

采用刚玉砂轮在普通平面磨床上对65Mn钢进行磨削淬硬,研究磨削深度和工件进给速度对65Mn钢磨削淬硬层深度及其均匀性的影响。结果表明:试件淬硬层由完全淬硬层、过渡层组成;淬硬层最大深度随磨削深度的增大而增大,随工件进给速度的增加而减小;在本试验条件下,磨削深度ap0.4mm时,试件表层全部淬硬,均匀性较好。     

AISI-01钢激光表面强化层组织与硬度分布的研究

本文研究了激光加热工艺参数及钢的原始组织对AISI-01钢激光淬火层组织及硬度的影响。对各组样品表面淬硬层及心部组织的光学显微镜、电子显微镜、X射线衍射及显微硬度分析的结果表明,在激光功率400～600W、扫描速率0.02～0.42cm/s的范围内,可获得深度0.30～0.60mm、表面硬度60～68HRC的淬硬层。然而,激光功率与扫描速度的不同组合,将改变淬硬层表面残留奥氏体及未溶解碳化物的数量。以获得较均匀的淬硬层组织及较平缓的硬度-深度曲线考虑,样品的原始组织以调质处理至硬度30～40HRC为佳。     

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%。     

大规格60Mn锻球热处理工艺研究

本研究针对直径90mm的大规格60Mn锻球在实际生产中出现的淬裂、淬硬性不够、淬硬深度小等问题进行了研究。分析了原锻造钢球的硬度分布及显微组织,研究了不同淬火温度及水、碱水两种不同淬火介质对60Mn锻球的淬硬性和淬透性的影响。结果表明:原锻球淬硬层硬度偏低,淬硬层较浅,淬火组织较为粗大,局部有网状铁素体;经790℃～810℃不同温度热处理,随淬火温度升高,硬度略有升高,且碱水淬火试样开裂倾向增大。直径90mm的60Mn锻球经800℃水淬、180℃的低温回火后,淬硬层最高硬度达62HRC,淬硬层深度可达18mm,淬硬性及淬透性均有明显改善。     

基于BP神经网络的外圆磨削淬硬试验研究

磨削淬硬是一种将磨削加工与表面淬火相集成的绿色加工工艺,具有显著的经济和社会效益。在外圆磨床上对40Cr钢进行磨削淬硬试验,观测并分析其磨削温度、表面硬度以及淬硬层深度等,最后利用试验数据建立其BP神经网络模型对其淬硬效果进行预测,通过预测结果与试验结果的对比表明该模型是有效可行的。     

磨削淬硬层厚度的预测预报

本研究采用多元线性回归分析法,在磨削淬硬实验的基础上建立了40CrNiMoA钢的切向磨削力试验公式,并结合Rowe和Pettit的热量分配系数公式,运用有限元法对不同磨削用量下的淬硬层厚度进行了预测,得到了磨削深度、工件进给速度和磨削速度对淬硬层厚度的影响规律,从而为制订、实施和优化磨削淬硬工艺提供了基础。     

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。     

有序微槽结构电镀砂轮缓进给磨削窄深槽研究

为提高窄深槽结构类零件的磨削质量,选用4 mm宽的有序微槽结构电镀砂轮和传统电镀砂轮,开展了淬硬轴承钢GCr15窄深槽缓进给磨削实验,研究了磨削深度、工件速度等参数对磨削力的影响,探讨了窄深槽表面粗糙度、表面形貌、白层厚度及显微硬度的变化规律。实验结果表明：当磨削深度和工件速度较小时,有序微槽砂轮的磨削力小于传统砂轮;而当磨削深度和工件速度较大时,有序微槽砂轮的磨削力大于传统砂轮。两种砂轮磨削下的窄深槽侧面粗糙度值相差不大,有序微槽砂轮磨削窄深槽的底面粗糙度略有增大。相比于传统砂轮,使用有序微槽砂轮能抑制窄深槽表面烧伤和材料粘附等缺陷,减小白层厚度,降低显微硬度。