40Cr钢外圆磨削表面淬硬层的组织

研究了外圆磨削淬硬试验中磨削用量对表面淬硬层组织的影响.结果表明,磨削深度ap＝0.2 mm时,外圆磨削淬硬件表层局部存在未淬硬区;磨削深度ap＞0.2 mm时,由于砂轮切入和切出时磨削热的作用,表面淬硬层局部存在回火区.淬硬区和回火区具有相同的显微硬度分布规律,但各区的最高硬度值随着该区组织的不同而异.在实际应用中,通过合理组合磨削深度ap和进给速度vw,可获得满意的外圆磨削表面淬硬层.     

40Cr双程磨削淬硬的数值模拟

基于40Cr的双程往复磨削淬硬试验,利用有限元软件Deform-2D对双程往复磨削淬硬进行数值模拟,并且对组织转变进行了二次开发.把工件看成多相组织,建立了往复磨削热流模型,利用组织转变动力学,模拟得到了工件的温度场,组织场,硬度场等变化关系仿真结果,仿真结果与实验数据较吻合.本研究为揭示磨削淬硬层的形成机理、优化磨削淬硬工艺和控制磨削淬硬层的质量提供了基础.     

原始组织对42CrMo钢磨削淬硬层的影响

在MKL7132X6/12数控强力成形磨床上对42CrMo钢进行磨削淬硬加工试验,通过光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计等测试仪器测量和分析磨削淬硬层的宏观组织、显微组织、硬度以及淬硬层深度,研究原始组织对42CrMo钢磨削淬硬层组织和硬度的影响。结果表明:完全淬硬层表层由针状马氏体和少量未溶碳化物组成;中间层由略粗针状马氏体和少量未溶碳化物组成;过渡层组织因原始组织而异。原始组织对完全淬硬区组织和硬度无明显影响,显微硬度620~700 HV。但随着工件材料原始组织均匀性的提高,略粗马氏体组织距工件表面的距离变大,且磨削淬硬层深度变大。     

42CrMo钢单程与往复磨削淬硬试验研究

在MM7132平面磨床采用单程、往复磨削对调质态42CrMo钢进行磨削淬硬试验.结果表明:0.2 mm 三次往复磨削、0.3 mm两次往复磨削、单程0.6 mm磨削条件下淬硬层均获得了马氏体组织.0.2 mm 三次往复磨削淬硬层为细小的针状马氏体组织,其显微硬度最高值为824.2 HV;0.3 mm两次往复磨削淬硬层为板条状马氏体组织,其显微硬度最高值为752.2 HV,单程0.6 mm磨削淬硬层为体积略大的板条状马氏体组织,淬硬层的硬度最高值为724.4 HV.     

基于纵向往复和横向间歇进给的磨削淬硬层研究

在平面磨床上采用双道磨削方式对40Cr钢进行了磨削淬硬试验,研究了横向上淬硬层组织形貌及显微硬度分布规律。结果表明,双道磨削时,横向上越靠近工件中部地区,淬硬层厚度越薄,磨削区可以分成完全淬硬区、过渡区、回火区和重磨区（无重磨时存在未淬区）。横向上淬硬层中间部分存在显微硬度较低的“软化带”,且随着磨削深度的增加或工件进给速度的减小,软化带长度增加;当表面硬化层没有未淬区域时,随着砂轮重叠量的增加,软化带长度也增加。     

砂轮特性对40Cr钢磨削淬硬层的影响

以平面磨削淬硬试验为基础,研究了不同砂轮特性条件下40Cr钢磨削淬硬层的组织与性能。结果表明,在磨削淬硬加工中的热、机械耦合作用下,砂轮特性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。随着砂轮粒度或砂轮硬度的提高,磨削淬硬层深度相应增加。与树脂结合剂砂轮相比,采用陶瓷结合剂砂轮可使淬硬层深度增加近40％。     

40Cr钢磨削淬硬层残余应力的试验研究

以平面磨削淬硬加工试验为基础,利用X射线应力测定仪对40Cr钢磨削淬硬层残余应力进行了研究.结果表明,磨削淬硬层表面均存在残余压应力,次表层出现最大残余压应力.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,但最大残余压应力和应力作用深度相应增加.采用单程干式磨削淬硬可增加淬硬层的最大残余压应力及应力作用深度.     

磨削淬硬技术研究现状

对磨削淬硬技术的研究现状进行了回顾和总结,对存在的主要问题进行了分析,并对磨削淬硬技术的研究内容与方向进行了展望。     

40Cr钢磨削淬硬层组织形成机理的研究

以单程切入式平面磨削淬硬加工试验为基础，利用X射线衍射仪和透射电镜对40Cr钢磨削淬硬层组织的形成及其变化进行了研究，进而阐明了磨削淬硬层组织的形成机理。结果表明，40Cr钢磨削淬硬层由板条马氏体和少量微细孪晶组成；在磨削温度场和应力．应变场的耦合作用下，磨削淬硬层中的马氏体含量以及板条马氏体特征尺寸沿层深呈现不同的变化趋势，马氏体内部的位错密度及孪晶数则随层深的增加而逐渐降低。     

40Cr钢磨削淬硬层的磨损试验

在平面磨床上对40Cr钢进行了磨削淬硬处理,研究了磨削淬硬层的组织、耐磨性和磨损机理.结果表明,40Cr钢磨削淬硬层主要由板条马氏体和孪晶马氏体组成,位错密度较高;淬硬层显微硬度高达670 HV0.5,且存在残余压应力.与调质态基体相比,磨削淬硬层的耐磨性提高6～11倍;在干摩擦条件下,磨削淬硬层的磨损机理主要为磨粒磨损和氧化磨损.     

40Cr零件预应力淬硬磨削表面粗糙度值分析

表面粗糙度值是重要的表面完整性指标之一,其数值及分布特征对机械零件使用性能影响显著。为研究预应力淬硬磨削复合加工零件表面粗糙度值特征及影响机理,以40Cr材料为载体,开展预应力淬硬磨削复合加工试验,分别测量加工后试件表面切入段、中间段、切出段的表面粗糙度值,分析表面粗糙度值及分布特征与机理。结果表明:试件表面粗糙度值沿表面分布不均匀,从切入段到切出段表面粗糙度值呈逐渐增大的趋势。预应力一定时,随着磨削深度的增加,试件表面粗糙度值逐渐增加;磨削深度不变,预应力增大时试件表面粗糙度值降低,表面完整性有所提高。      

40Cr钢齿条的激光淬火工艺

采用LDF 4000-100型半导体激光器对40Cr钢齿条齿面进行了淬火处理研究。结果表明:在矩形光斑17 mm×5 mm、激光头到淬火齿面中心距离375 mm、激光束入射齿面夹角75°下,选取最优参数激光加热温度1400 ℃、扫描速率10 mm/s时,齿面的淬硬层深度均匀,可达到1.2 mm,淬硬层组织为细小、弥散马氏体,表层组织硬度最高可达到750 HV0.2,并在工业化试生产中取得了较好应用效果。     

40Cr钢磨削淬硬层组织形成机理的研究

以单程切入式平面磨削淬硬加工试验为基础,利用X射线衍射仪和透射电镜对40Cr钢磨削淬硬层组织的形成及其变化进行了研究,进而阐明了磨削淬硬层组织的形成机理.结果表明,40Cr钢磨削淬硬层由板条马氏体和少量微细孪晶组成;在磨削温度场和应力-应变场的耦合作用下,磨削淬硬层中的马氏体含量以及板条马氏体特征尺寸沿层深呈现不同的变化趋势,马氏体内部的位错密度及孪晶数则随层深的增加而逐渐降低.     

40Cr钢淬硬层深度的涡流无损检测

利用涡流方法和常规硬度分析法对常用的淬火钢-40Cr钢的淬硬层深度进行了检测。通过对检测所得涡流信号的分析、计算及其与硬度实验法测算结果的对比，发现涡流无损检测拟合计算方法与硬度分析法的结果最大相对偏差平均小于6％。本研究将最小二乘法用于涡流硬度检测拟合，拟合值与实测的最大相对偏差为0．55％，拟合率达到了99％，并由此得出了涡流检测淬火钢淬硬层深度的规律。研究结果表明，涡流检测方法可以作为一种可靠的无损检测方法来进行淬硬层深度的测算，且所得结果的误差较小。     

磨削用量对灰铸铁HT250磨削淬硬层的影响

在平面磨床上采用白刚玉砂轮对灰铸铁HT250进行磨削淬硬试验,研究磨削用量对灰铸铁HT250磨削淬硬层的影响。结果表明：灰铸铁HT250磨削后淬硬层由表及里依次是熔化层、完全淬硬层、过渡层和基体。熔化层由二次渗碳体、残留奥氏体和碳化物组成;完全淬硬层由马氏体、残留奥氏体和条状石墨组成;过渡层由马氏体、珠光体、残留奥氏体和条状石墨组成。改变磨削用量对淬硬层高硬度区显微硬度值没有显著影响,其硬度在800～900 HV0.2之间。磨削深度增加或者工件进给速度减小,都会使淬硬层深度增大。磨削深度和工件进给速度会对淬硬层的均匀性产生影响,致使切入端、中间端、切出端淬硬层深度不同,在本试验条件下当进给速度v_w=0.4 m/min时淬硬层的均匀性较好。     

40Cr钢端淬试验过程的数值模拟

使用COSMAP热处理数值模拟软件对40Cr钢端淬试验过程进行了模拟。测定了40Cr钢试样标准端淬试验后的硬度和显微组织分布,同时通过计算机模拟得到了试样淬火过程中每一瞬间的温度、应力、组织及硬度的变化情况,模拟结果与端淬试验结果基本吻合。     

磨削用量对球墨铸铁QT400磨削淬硬层及其均匀性的影响

采用逆磨+顺磨的双程平面磨削方式对球墨铸铁QT400进行磨削淬硬试验,研究了磨削深度a_p和试样进给速度v_w对淬硬层及其均匀性的影响。结果表明,磨削后试样表层存在熔化、完全相变淬硬和未完全相变淬硬等3种情况,其中,熔化层组织为二次渗碳体、残留奥氏体和碳化物,完全相变淬硬层组织为针状马氏体、残留奥氏体和球状石墨,未完全淬硬层组织为针状马氏体、铁素体、残留奥氏体和球状石墨。显微硬度分布曲线中高硬度区的平均硬度值在850~950 HV0.2之间,与基体(190~230 HV0.2)相比,显微硬度提高近3倍。随着磨削深度a_p的增大或试样进给速度v_w的减小,试样表层呈现“完全未淬硬→未完全淬硬→完全淬硬→熔化”的变化规律,显微硬度分布曲线中高硬度区的范围也变宽,淬硬层的深度也增大且均匀性良好。     

磨削深度及原始组织对42CrMo磨削淬硬层的影响

在磨削深度为0.1～0.6 mm的条件下对调质态、正火态及退火态42CrMo钢进行了磨削淬火试验。结果表明:磨削淬火后,三种原始组织试样磨削淬火后的完全淬硬区显微硬度为510～878 HV。正火、调质及退火态试件的淬硬层厚度分别为1.75、1.5和1.25 mm。磨削淬火后,调质态的42CrMo钢完全淬硬层组织为略大的板条状马氏体组织,正火态的42CrMo钢完全淬硬层的马氏体组织最为细小,退火态的42CrMo钢完全淬硬层板条状马氏体尺寸居于二者之间。     

磨削淬硬中磨削区温度自动控制系统的设计

磨削淬硬是利用磨削区热量对工件表面进行热处理的新技术。在磨削淬硬过程中,工件表面温度的变化直接影响工件表面热处理层的质量。高温热管是一种很好的控制热量传输的器件,为了使磨削淬硬过程中工件的温度变化较小,设计一种温度控制系统,将高温热管与被磨削工件接触,利用红外辐射测温仪检测磨削加工中工件的表面温度,温度数据通过PID控制器传递用以控制高温热管与工件的接触热阻来调节工件的表面温度,从而达到控制表面淬火的要求。