45钢等离子表面淬火热处理工艺的研究

利用等离子体作为热源对45钢进行表面淬火，通过试验获得等离子体表面淬火热处理的最佳工艺参数，并分析各种工艺参数对淬硬层硬度、深度的影响规律，从而确定45钢等离子弧表面淬火的工艺参数。45钢经等离子体表面淬火后，淬火硬度在HV800左右，采用等离子体热源对工件进行热处理是可行的。     

基于通道模型计算等离子弧表面淬火热源参数

以通道模型和Maecker线性化方法为基础,结合等离子弧表面淬火的工艺过程,从理论上对等离子弧表面淬火热源参数进行分析计算,获得了等离子弧表面淬火热源热流密度分布的表达式,并通过ANSYS软件,将计算结果应用于45#钢等离子弧表面淬火过程的温度场模拟中,得到了45#钢工件的淬硬层深度和宽度,通过与45#钢的淬火实验结果对比,两者在误差范围内非常吻合,从而验证了该计算方法的正确性。     

基于有限元等离子弧表面淬火工艺设计正交试验研究

运用有限元仿真分析方法并结合正交试验设计研究了关键工艺参数对等离子弧表面淬火淬硬层深度的影响规律。基于ANSYS软件建立了等离子弧表面淬火的有限元模型,模拟等离子弧表面淬火的温度场得到淬硬层深度,并用实验结果验证了有限元模型的正确性。以淬硬层深度作为考察指标,采用正交试验法设计了试验方案,并对试验结果进行极差计算,研究了工件表面等离子弧热源的输入功率P、热源作用半径r及移动速度v对淬硬层深度的影响规律,结果表明可用关系式P/(rv)K,指导等离子弧表面淬火处理的实际工艺设计。     

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。     

四点接触球转盘轴承许用接触应力试验

42CrMo钢具有良好的淬硬性,被广泛用做转盘轴承套圈材料。首先对42CrMo钢采取不同热处理工艺进行表面感应淬火,以获得不同的淬硬层深度;然后通过电子万能试验机进行压痕试验;最后对试验数据进行分析研究。研究发现:决定转盘轴承许用接触应力的因素除了材料的机械性能外,还包括材料热处理后的表面硬度、淬硬层深度以及轴承的结构参数等因素。     

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。     

三、试验研究 (一)工艺参数初步分析

一、考核表面淬火的质量指标: 1.金相组织:这是考核工件热处理质量的依据;2.硬度:因为是局部表面淬火,常用显微硬度折合;3.淬硬深度:越深意味着寿命越高;     

利用磨削热对工件表面热处理的研究

本文研究讨论能否利用磨削热对非淬硬钢进行表面热处理,即同时实现磨削加工与表面淬火两个工艺,既提高生产效率,又降低生产成本。选取齿条成形加工作为研究对象,综合考虑材料的热物性参数、对流换热、相变潜热等因素,通过数值仿真方式,计算加工过程中工件温度场分布情况。根据金属相变理论,推断出工件淬硬层深度。设计齿条成形磨削实验,对加工后的工件表面淬硬层深度进行测量,与计算结果具有较好的一致性,证明温度场仿真模型与淬硬层推断方法的正确性,同时验证了利用磨削热对工件表面进行热处理的可行性。     

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。     

左右凸轮高频淬火工装

拖拉机上的重要零件左右凸轮(图1)材料为45钢,L=32毫米凸轮部位要求高频表面淬火。要求:硬度HRC50～62,淬硬层深1.5～2.5毫米,淬火部位与薄壁相交处未淬硬区宽度δ     

45钢电子束扫描相变硬化组织和硬度的研究

电子束表面处理可以提高钢铁材料的表面硬度和力学性能。研究电子束扫描对45钢硬化层组织和性能的影响,探讨电子束功率、扫描速度等工艺参数对硬化层组织和性能的影响。采用扫描电镜分析45钢电子束表面强化层的显微组织,用显微硬度计进行硬度测试。结果表明,45钢经电子束扫描处理后,硬化层的组织为针状和板条状马氏体,组织比常规调质处理更加均匀、细小,试样表面的平均硬度达58 HRC,比淬火加低温回火处理的硬度高3～5 HRC,是调质处理的两倍,从处理表面往下沿深度方向硬度逐渐减小。电子束工艺参数对硬化层组织和性能有较大影响,硬化层宽度和深度随着电子束功率的增加而增加,随着扫描速度的增加而减小;硬化层的最高硬度随着电子束功率密度的增加而增加,随着扫描速度的增加而减小。     

高频微锻造对45钢激光淬火层表面性能的影响

本文利用超声频微锻造机构对45钢激光淬火层表面进行了微锻造处理。利用OM、SEM观察了微锻造对45钢激光淬火层表面组织的影响;利用显微硬度计与洛氏硬度计研究了微锻造后45钢激光淬火层表面显微硬度,硬化深度方向的显微硬度。结果表明:高频微锻造处理后,45钢激光淬火形成的明显而规则马氏体组织被锻碎,表面晶粒明显细化。表面显微硬度提高了11.4%,激光淬火强化区深度方向的显微硬度影响深度为0.2 mm,其中0.1 mm处硬度提高了10.0%,0.2 mm处提高了4.5%。     

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。     

等离子弧表面淬火钢件的摩擦特性及耐蚀性

采用等离子弧表面淬火方法对45#钢和38CrMoA lA合金结构钢进行表面硬化处理,硬化深度分别为0.311和0.388 mm。在球-盘式摩擦磨损实验机上研究不同速度和载荷条件下,上述两种钢件的摩擦磨损特性。采用SEM观测磨损后涂层的表面形貌,探讨涂层的摩擦磨损机制。研究发现:38CrMoA lA硬化层表面硬度比45#钢高,且淬硬带无明显的硬度梯度;38CrMoA lA的磨损率低于45#钢,且随载荷和速度的增加而增加;不同载荷条件下,磨粒磨损、塑性流动和黏着磨损控制摩擦过程;38CrMoA lA的耐蚀性优于45#钢。     

淬硬钢的等离子弧加热切削研究

本文使用易于在生产现场实现的空气等离子加热装置对４５＃和９ＳｉＣｒ两种淬火钢进行等离子加热切削试验，对加热切削中切削力、刀具磨损、加工表面质量等进行研究，提出了在一定加热条件下的加热切削参数，以利于加热切削技术的推广应用。     

模具钢激光表面强化研究

用大功率CO2激光器对CrWMn钢表面进行激光强化处理,对激光淬火层的组织进行了分析,对淬火层的硬度进行了测试。结果表明,激光淬火层组织显著细化,硬度明显高于基体硬度。通过正交试验和极差分析,系统考察了激光强化工艺参数对CrWMn钢基体显微硬度的影响,获得了最佳强化处理工艺参数,并讨论了激光表面强化机理。     

油润滑下MoSi2材料的摩擦磨损性能

运用M-200型摩擦磨损试验机测定了油润滑条件下MoSi2与45调质钢、45淬火钢和CrWMn钢配对时的摩擦磨损性能，采用扫描电镜和微探针分析了摩擦副表面的形貌，探讨了磨损机理：结果表明：采用20号机械油润滑可有效地降低MoSi2材料的磨损率及摩擦因数；与低硬度的45调质钢和45淬火钢对摩时，MoSi2材料的主要磨损机制为晶间断裂、疲劳断裂、轻微粘着磨损和磨粒磨损；MoSi2材料与高硬度的CrWMn钢对摩时，主要磨损机制表现为粘着磨损、微犁削式磨粒磨损，并在偶件表面材料凸点的前端形成楔块。     

气体淬火工艺参数多目标优化方法

以平面应变问题气体淬火过程为研究对象,提出区域表面传热系数模型,根据此模型选择5个设计量进行5因子5水平中心复合试验设计.将设计的变量代入自行开发的淬火过程有限元分析软件进行计算,得到拟合变形程度、表面平均等效残余应力、平均表面硬度和表面硬度标准差的响应曲面公式.以变形程度、表面硬度和表面等效残余应力等为目标,建立多目标优化函数,并对多目标优化函数进行非线性优化.将优化结果代入淬火过程有限元模拟软件进行计算,并比较优化前后的数值.结果表明:用优化后的工艺参数进行淬火,可以提高零件的淬火质量,优化后各项指标均得到提高.     

装载机轴套的热处理工艺研究

45号钢轴套属薄壁类零件，经盐浴淬火后，经常出现变形超差，给后续加工造成困难，甚至报废。通过对轴套热处理工艺的探索和试验，摸索出一套针对45号钢进行中频淬火热处理的工艺参数，以满足轴套本身的性能需求，为类似零件的热处理提供一定的理论依据。