40Cr钢磨削淬硬工艺的试验研究

以切入式平面磨削淬硬加工试验为基础,对40Cr钢磨削淬硬层的宏观组织、显微硬度和淬硬层深度进行了研究.结果表明,磨削淬硬层由完全淬硬区和过渡区组成,磨削条件对磨削淬硬层高硬度区的组织及其显微硬度无显著影响,显微硬度值均在630～680HV0.5之间.选用细颗粒、高硬度的陶瓷结合剂刚玉砂轮和低进给速度、大切深参数并结合顺磨方式可增大磨削淬硬层深度.     

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。     

磨削速度对工件磨削淬硬层表面残余应力分布的影响

磨削加工广泛运用于精密零件的生产及加工,然而磨削加工所带来的一些危害仍然是无法避免的而残余应力是主要的危害之一。通过磨削淬硬加工试验得出了不同磨削速度下残余应力的分布并且通过有限元软件ANSYS对工件表层热应力进行数值模拟从而推导出不同磨削速度下工件表层相变应力的分布情况。     

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。     

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。     

淬硬轴承钢硬车削和磨削辅助加工技术研究

为提高轴承套圈表面加工质量及生产效率,在硬车削、磨削中引入了辅助加工技术。介绍热效应、冷效应、超声振动硬车削辅助加工技术,以及超声振动、冷效应、在线电解修整砂轮磨削辅助加工技术,分析了各辅助加工技术的优缺点,并展望了硬车削、磨削辅助加工技术的未来发展趋势。     

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。     

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。     

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.     

42CrMo钢磨削淬硬加工中磨削力的研究

磨削力对磨削淬硬层的形成及其质量具有重要影响。本研究在MKL7132X6/12型数控强力成形磨床上对42CrMo钢进行磨削淬硬加工试验。试验结果表明,磨削深度、磨削速度和工件进给速度都是影响切向和法向磨削力的因素,且磨削深度的影响程度最大,工件进给速度最小。切向和法向磨削力会随着磨削深度和工件进给速度的增加、磨削速度的降低而增大。对磨削力比影响程度最大的是磨削深度,最小的是磨削速度。磨削力比会随着磨削速度、磨削深度的增加或工件进给速度的降低而增大。本研究为提高磨削淬硬加工质量提供了依据。     

激光加热辅助车削淬硬钢的白层形成临界切削速度预测与实验研究

淬硬钢已加工表面极易产生白层,对零件的服役性能造成很大影响,采用激光加热辅助车削替代常规车削来加工淬硬钢可解决白层形成的问题.利用VDFLUX用户子程序建立了热力耦合移动激光加热辅助车削过程有限元模型并进行仿真.基于有限元模型仿真结果和白层形成临界切削速度预测模型,分析了不同激光预热参数对白层形成临界切削速度的影响.结...     

低温冷风纳米粒子微量润滑磨削轴承钢试验研究

低温纳米粒子微量润滑（Nano-CMQL）是将低温冷风技术与纳米粒子润滑油两者有效结合起来的一种高效绿色新型磨削加工润滑方法。采用60目陶瓷结合剂的氧化铝砂轮对GCr15淬硬轴承钢进行磨削试验,比较了常温干式、浇注式、低温冷风微量润滑(CMQL)以及Nano-CMQL四种工况在不同磨削参数下的法向磨削力、比磨削能、磨削温度、工件表面轮廓及粗糙度,结果表明,在基础磨削液中加入粒径为40 nm的MoS2固体颗粒制备出的Nano-CMQL磨削液能够有效地减小磨削加工过程中的法向磨削力并降低磨削温度,尤其在高速、大磨深的磨削参数下,其磨削加工性能更加优良。     

磨削表面层残余应力的三维试验研究

用X射线法对磨削表面层残余应力进行了三维空间的测定和研究。结果表明，摩削表面层的残余应力呈三维空间分布，并且残余应力的主应力方向不平行或不垂直于摩削表面。     

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。     

磨削表面白层厚度影响因素的实验研究

通过淬硬轴承钢GCrl5的磨削实验,研究了砂轮速度、工件速度、磨削深度以及冷却方式等磨削参数对白层厚度的影响规律.实验表明:白层是由磨削过程中工件快速升温和快速冷却以及强烈的塑性变形引起的,白层厚度的变化是磨削加工过程中各种参数共同作用的结果,而其中磨削深度是主要原因,其次是砂轮速度和工件速度;白层厚度随砂轮速度和磨削深度的增大而增大;低的砂轮速度和磨削深度以及良好的冷却条件能有效抑制白层的产生.根据实验统计结果提出了预测磨削白层厚度的经验公式.     

42CrMo钢点接触下许用应力的试验研究

通过试验得到了中频表面淬火42CrMo钢不同硬度与淬硬层深度下的压痕深度,采用回归分析研究了点接触状态下GCr15钢球与表面淬硬的42CrMo钢对压时压痕深度与接触应力的关系,并确定了点接触时的许用应力。     

Numerical Calculation and Experimental Research on Residual Stresses in Precipitation-hardening Layer of NAK80 Steel for Shot Peening

Shot peening can improve fatigue strength of materials by creating compressive residual stress field in their surface layers,and offers a protection against crack initiation and propagation,corrosion,etc.And fatigue fracture and stress corrosion cracking of NAK80 steel parts are improved effectively.Currently there lacks in-depth research in which the beneficial effect of the residual stress may be offset by the surface damage associated with shot peening,especially in terms of the research on the effective control of shot peening intensity.In order to obtain the surface residual stress field of NAK80 steel after shot peening,the samples are shot peened by pneumatic shot peening machine with different rules.The residual stress in the precipitation-hardening layer of NAK80 steel is measured before and after a shot peening treatment by X-ray diffraction method.In order to obtain true residual stress field,integral compensation method is used to correct results.By setting up analytical model of the residual stress in the process of shot peening,the surface residual stress is calculated after shot peening,and mentioning the reason of errors occurred between calculated and experimental residual stresses,which is mainly caused by the measurement error of the shoot arc height.At the same time,micro hardness,microstructure and roughness in the precipitation-hardening layer of NAK80 steel before and after shot peening were measured and surveyed in order to obtain the relation between shot peening strength and surface quality in the precipitation-hardening layer.The results show that the surface quality of NAK80 steel is significantly improved by shot peening process.The over peening effect is produced when the shot peening intensity is too high,it is disadvantageous to improve sample’s surface integrity,and leading to reduce the fatigue life.When arc high value of optimal shot peening is 0.40 mm,the surface quality is the best,and the depth of residual stress in the precipitation-hardening layer reaches to about 450 μm.Numerical calculation is very useful to define the process parameters when a specific residual stress profile is intended,either to quantify the benefits on a specific property like fatigue life or to help on modeling a forming process like shot peen forming.In particular,the proposed parameter optimization in the progress of shot peening and effective control of the surface texture provide new rules for the quantitative evaluations of shot peening surface modification of NAK80 steel.