齿面激光淬火性能试验研究

采用2kW连续式CO_2激光器探讨了激光淬火用于齿面强化的可行性、特点及其意义.分析了齿面激光淬火后淬硬层的硬度分布、组织变化及变形问题。采用Locati快速疲劳试验法测定了激光淬火后的齿面接触疲劳极限。并与齿面高频淬火及未经表面处理的调质齿轮作了对比性研究。结果表明,激光淬火亦适用于齿轮的表面硬化处理。经处理的齿轮(30CrMnTi)具有变形小,齿面光洁度高,齿面硬度高(约HV873)及接触疲劳强度(1 323.1MPa)高等特点。     

激光淬火齿轮和渗碳淬火齿轮X射线衍射分析

在40CrNiMoA钢激光相变硬化基础工艺研究的基础上,通过采用齿轮激光热处理关键技术,获得了沿齿廓均匀分布的理想硬化层。对渗碳淬火齿轮(20Cr2Ni4A)和激光淬火齿轮(40CrNiMoA)进行了齿轮X射线衍射分析。试验表明,激光淬火齿轮淬硬层中微晶尺寸明显小于渗碳淬火齿轮的微晶尺寸,激光淬火齿轮淬硬层的残余奥氏体含量较高,而其位错密度比渗碳淬火齿轮高一个数量级。从不同角度证实了激光淬火齿轮接触疲劳强度高于渗碳淬火齿轮接触疲劳强度。     

GYC450轨道车齿轮断裂失效分析

对提前破坏齿轮的宏观断裂形态、微观组织形貌、齿面硬度、轮齿受力状况等进行了全面检查分析，结果表明：齿轮失效断裂是由于齿轮油孔受到渗碳淬火处理，加之热处理工艺不当，导致应力集中与淬火裂纹产生，加载时发生脆性断裂。     

表面强化处理与疲劳性能的关系——从疲劳观点论渗碳等化学热处理

本文研究表面强化处理零件的心部、表层性能与疲劳性能的关系。由结果知:渗碳硬化层较厚、裂纹源易在表层产生的20~#钢780℃淬火的疲劳性能优于900℃淬火;渗碳硬化层较薄、裂纹源易在过渡区产生的15铬钢却是900℃淬火的疲劳性能优于780℃淬火。这清楚地表明;随着裂纹源产生位置的不同,对心部、表层性能及层深的要求也有所不同,因此,透彻地研究心、表性能与疲劳性能的关系,可为评定各种新工艺的合理使用場合及寻求最佳工艺提供重要依据。     

20CrMnTi材料成分波动对齿轮渗碳淬火性能的影响

通过有限元方法,探讨材料成分波动对齿轮渗碳淬火工艺性能的影响。以20CrMnTi半轴齿轮作为研究对象,利用JMATPRO软件,根据材料的化学元素波动的最大值与最小值分别建立2组材料性能数据库;基于DEFORM-HT软件,建立适用于渗碳淬火工艺的仿真数学模型,并对这2组材料性能数据库下的半轴齿轮分别进行渗碳淬火工艺仿真,对比分析齿轮渗碳淬火仿真后的各项参数。研究结果表明:材料成分波动对齿轮渗碳层影响较小,对淬火后相组织分布和齿轮变形量有较大影响。     

表面硬化齿轮最佳硬化参数的确定

通过对不同渗碇层深度的滚轮模拟齿面进行剥落损伤试验，分析硬化参数对剥落损伤的影响，提出了在表面硬化齿轮次表层最佳硬度的概念，并根据常用材料表面硬化处理后硬度与强度及有关强度极限之间的近似关系导出最佳硬化参数的计算条件式     

挖跟齿轮加工工艺研究

本文以挖跟齿轮为例,介绍渗碳、淬火硬齿面磨齿齿轮的加工工艺,将光整加工技术应用到此类零件上,使齿轮的加工质量大幅提升。文中对加工质量问题进行了总结,并对改进过程进行综述。     

齿轮渗碳淬火变形及其改进措施

针对当前齿轮热处理变形对齿轮精度的影响：寻找出渗碳淬火齿轮热处理变形的某些规律，采取相应的改进措施；并且对齿向，齿形的变形可采取热前预修正方法，使热处理后变形减少对精度的影响；同时根据试验数据，改进热处理渗碳淬火工艺，减少齿轮的变形。     

汽车齿板的激光热处理

本文介绍利用先进的激光淬火技术对７３０型和１１０型汽车齿板进行热处理的加工工艺，实验数据表明采用该工艺对低碳钢淬火具有比常规渗碳淬火硬度高、变形小等特点．     

计算机辅助设计气体渗碳工艺

通过对气体渗碳工艺设计过程的分析，利用模拟效果较好的数学模型编制渗碳工艺设计程序。该程序可根据渗碳后工件渗层的有效硬化层深度、表面碳浓度或表面硬度等技术指标和最高温度、最高碳势等一些渗碳工艺的约束条件，通过工艺设计程序能自动优化设计出最佳的渗碳工艺。     

铁谱技术对硬齿面齿轮磨损状态的监测研究

本文运用铁谱技术研究了硬齿面齿轮的磨损状态.对硬齿面齿轮在不同的磨损阶段的磨损特性进行了定性和定量分析.研究了磨损发展过程中磨粒特征的变化,并对直读式铁谱和分析式铁谱的分析结果进行了对比.研究结果表明,铁谱分析的结果与实际情况相吻合,运用铁谱技术可以有效地对齿轮的磨损状态进行分析判断.     

激光表面合金化齿轮接触强度研究

以齿轮为研究对象，用辊子模拟方法，对４５＾＃钢制试件进行激光表面铬合金化，然后与４０Ｃｒ钢调质试件和４０Ｃｒ钢高频淬火试进行接触强度对比试验。结果表明：４５＾＃钢试件经铬合金化后，其接触疲劳寿命比４０Ｃｒ钢调质试提高１１．７７倍，而与４０Ｃｒ钢高频淬火试的接触疲劳寿命相当。用扫描电研究分析其显微结构及提高接触强度的机理。     

基于动态性能分析的风电增速箱NW型行星齿轮综合修形方法

风电增速箱是风力发电系统的关键部件,其传动性能的优劣直接关系到风电系统能否可靠运行。NW型行星齿轮因其具有结构紧凑、承载能力及传递功率范围大等优点被应用于风电增速箱中,但NW型行星齿轮的齿面易发生载荷集中现象、传动误差较大,从而通常会使齿轮的使用寿命缩短并且使它们在风力发电机组中的广泛应用受到限制。齿轮修形常被用来改善齿轮传动性能,然而,传统修形技术尚无法有效地解决上述问题。为此,同时综合考虑了齿轮单位长度载荷以及传递误差对传动性能的影响,结合齿向修形和齿廓修形的优势,并基于接触斑点、啮合错位量等仿真分析结果,提出了一种兼顾降低传动误差与改善齿面集中载荷的齿轮综合修形方法。应用该方法对NW型行星齿轮内外啮合齿轮副分别进行修形,并对修形效果进行了仿真验证。分析结果表明,相比于未修形的状态,内外啮合齿轮副最大单位长度载荷分别降低了17.21%、24.16%;传动误差分别降低了22.64%、35.23%,可见综合修形同时改善了齿轮传动误差和齿面载荷分布,从而提高了风电增速箱中齿轮的传动性能和使用寿命,对风力发电的发展具有重要研究意义。     

激光相变硬化对轴承钢组织与性能的影响研究

本文对低温回火态Gcr15轴承钢的激光相变硬化处理进行了研究.试验了激光处理的工艺参数对硬化过程的显微组织、淬硬层的硬度变化、残余应力分布、残留奥氏体形貌与数量以及耐磨性能等的影响.结果表明:经激光相变硬化处理后,Gcr15钢的表面硬度可达HV1000以上,硬化层的显微组织为缺陷密度高的隐针马氏体,晶粒度为ASTM 14级,残留奥氏体约达20%,呈膜态分布于马氏体条片之间及碳化物周围,超细的碳化物非常弥散地分布着,表面层保持较大的压应力而耐磨性能明显提高.据此,可以认为激光相变硬化的强韧化机制是:晶粒细化强化、亚结构强化,弥散析出强化以及残留奥氏体强化等的综合贡献.     

780 MPa级微合金钢的激光相变硬化工艺及组织性能

利用4 k W光纤激光器对一种780 MPa级Nb-Ti-Mo微合金化的低碳钢进行了激光相变强化处理,研究了激光功率和扫描速度对激光相变区宏观形貌和显微硬度的影响,讨论了激光相变区显微组织的演变规律.结果表明:随着激光功率的增加或扫描速度的降低,激光相变区宽度和深度逐渐增加.激光相变区包含三个区域:微熔区、硬化区和过渡区.微熔区显微组织为铁素体、粒状贝氏体和马氏体;硬化区显微组织为全马氏体;过渡区为相对细小的全马氏体或与铁素体的混合组织.在所研究的参数中,硬化区的硬度可超过母材30%左右,平均硬度达到320 HV.实验钢表面耐磨性能提高30%左右.     

预应力淬硬磨削加工表面微观形貌仿真与实验

为了揭示预应力对磨削淬硬过程及表面微观形貌的影响机理,根据热弹塑性有限元理论,在不同大小的预应力作用下,以45钢试件为研究对象,使用DEFORM-3D进行单磨粒切削仿真,并结合预应力淬硬磨削实验,对等效应变、沟槽深度、表层微观组织及表面微观形貌进行分析.研究表明:施加预应力对热-机械等效应变影响较小,对微观组织转变影响明显,进而影响位错密度和晶粒体积,间接影响表面粗糙度;在预应力取值较小时,随着预应力增大表面沟槽深度减小,有利于减小表面粗糙度值,但在预应力超过某一数值后,会引起表面褶皱,反而使表面粗糙度数值增大.     

预应力加载条件下零件干磨削表面强化层特征

采用预应力复合干磨削加工技术,对未调质45#钢试件在不同预应力加载条件下实施表面磨削淬硬,观测不同磨削深度和进给速度条件下的试件表层金相组织,测量并分析试件在不同预应力条件下磨削淬硬层厚度、金相组织的变化状况,并通过试件截面不同位置硬度测定显示淬硬层厚度及金相成分的变化,得到试件施加预应力对淬硬强化层厚度的影响规律.研究表明,预应力淬硬磨削能使工件表面产生强化层,且大的磨削深度和小的进给速度有利于试件表面发生相变强化以及表层塑性变形的增大.     

预应力淬硬磨削下强化层金相组织的转变机理

为了研究预应力淬硬磨削条件下工件表面强化层特征及金相组织形成变化机理,以45#钢为对象,进行了预应力淬硬磨削实验.获得了残余应力较小的表面强化层,测量得到了其表面硬度.通过观察表面强化层的金相组织特征,结合磨削温度场仿真,研究了磨削强化条件下预应力对马氏体等金相组织的影响机理.研究表明,磨削淬硬过程中产生的高温使45#钢的屈服强度大大降低,施加较小预应力会使材料发生塑性变形,由于塑性应变导致的母相强化和应变诱导相变两者的综合作用,该状态下预应力对马氏体相变的影响是先抑制再促进.     

三极平面并联齿轮泵流量品质研究

研究一种新型齿轮泵,以明确特点,利于其推广应用。该泵由一个主动齿轮和三个从动齿轮分别构成的三个子泵并联组成,各子泵位于同一平面内。根据结构原理和啮合点位移变化情况,深入分析了泵的流量品质,导出相应计算公式。结果表明:在齿轮参数相同时,泵几何排量、平均流量和瞬时流量均增加了三倍,泵的功率密度得以提高;适当选取齿数,可使泵输出流量的脉动率显著减小,脉动频率增加,流量品质得到明显改善。该泵结构简单、性能优越,有良好的工业应用前景。