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磨削淬硬层及其均匀性研究

作　者: 庄杰真
导　师: 刘菊东
学　校: 集美大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 磨削淬硬显微组织显微硬度淬硬层深度均匀性
分类号: TG580.64
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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引　用: 2次
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内容摘要

磨削淬硬技术利用磨削加工中产生的大量磨削热,将工件表层快速加热到材料的相变温度,并以大于马氏体相变临界冷却速度急速冷却,从而使工件表层发生马氏体相变,达到淬硬目的。磨削淬硬集磨削加工与表面淬火于一体,可以代替感应淬火、火焰淬火和激光淬火等表面热处理工艺,减少零件热处理工序、专用热处理设备及人员等的投入,减少能源的消耗以及热处理设备排放物对环境的污染,符合绿色制造和清洁化生产模式。本文以平面磨削淬硬试验为基础,采用金相显微镜、扫描电镜和显微硬度计等现代材料分析、测试手段,并结合磨削原理,对工程常用材料65Mn钢的磨削淬硬层及其均匀性进行了研究,主要工作和创新点如下:(1)采用单因素试验方法,研究了磨削条件对65Mn钢磨削淬硬件长度和高度方向上淬硬层组织及其均匀性的影响。试验结果表明:在磨削淬硬温度场的直接作用下,磨削淬硬层均具有相似的组织分区,从加工表面开始,依次为完全淬硬区和过渡区;其中,完全淬硬区均由混合型马氏体、少量残余奥氏体和少量未溶碳化物组成。在磨削淬硬加工中磨削热和磨削力综合作用下,磨削条件对磨削淬硬件长度方向上不同位置处的淬硬层显微组织没有显著影响。(2)采用单因素试验方法,研究了磨削条件对65Mn钢磨削淬硬件长度和高度方向上淬硬层显微硬度及其均匀性的影响。试验结果表明:磨削淬硬层从加工表面到基体,其显微硬度分布曲线均具有相似的形态,高硬度区的显微硬度平均值高达770HV0.5,且无明显的下降梯度,其硬度值主要取决于工件材料的含碳量,基本不受磨削条件的影响。高硬度区的显微硬度具有良好的均匀性。(3)采用正交试验方法,研究了磨削条件对65Mn钢淬硬层深度及其均匀性的影响。试验结果表明:在对淬硬层平均深度产生影响的各因素中,磨削深度是显著因素;在对淬硬层深度均匀性产生影响的各因素中,磨削方式是最显著因素,工件进给速度是显著因素。在实际应用中,从考虑磨削淬硬件均匀性和磨削淬硬加工经济性的角度出发,宜采用磨削深度a_p=0.6mm,进给速度v_w=0.4m/min,且磨削方式为逆磨+顺磨。本研究论文是福建省自然科学基金项目“磨削淬硬层的形成机理及其均匀性的研究”(项目编号:2009J01260)的重要组成部分。

磨削淬硬层及其均匀性研究

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