强化研磨加工中喷射角度对GCr15轴承钢耐摩擦腐蚀性能的影响

研究不同喷射角度下强化研磨处理GCr15轴承钢板表面耐摩擦腐蚀性的影响.通过改变强化研磨喷射角度,在3.5％NaCl中进行摩擦磨损实验,测试其耐摩擦腐蚀性能.并对试样进行金相组织、SEM、显微硬度、质量磨损和表面磨痕分析.在不同喷射角度下的摩擦腐蚀试验下,磨损量分别为0.0925 g、0.0533 g、0.0247 g,低于未处理的试样(0.1311 g),其表面磨痕宽度分别为491.9μm、346.8μm、323.2μm,比未处理的试样低(545.9μm),但是其表面粗糙度分别为Ra0.545μm、Ra0.598μm、Ra0.618μm,比未处理的试样高(0.481μm).当喷射角度由30°增加至90°时,其质量磨损量下降72％,表面磨痕宽度下降41％,表面粗糙度上升18％,强化层厚度增加55％,当喷射角度为90°时,试样的显微硬度最高(HV895.4).由此得出结论:不同喷射角度下强化研磨加工处理GCr15轴承钢板后,材料表层虽然粗糙度有所提升,但是组织尺寸变小、硬度提高、出现组织均匀的致密强化层,在综合条件下材料的耐摩擦腐蚀性能得到提高.     

超声滚压处理提高30CrNiMo8钢疲劳性能可行性的研究

为了提高机车牵引电机轴的疲劳性能,对30CrNiMo8电机轴用钢进行了超声滚压强化处理。采用金相组织和表面形貌观察、表层硬度和残余应力以及疲劳极限测试等实验手段研究了精车加工试样分别经磨削和超声滚压处理后的表层组织、表面粗糙度、硬度和残余应力以及疲劳性能的变化规律。结果表明,超声滚压后试样表层产生了约300μm厚的变形层,距表面越近塑性变形程度越大,并在最表面产生了2～3μm厚的白亮层。与磨削处理相比,经超声滚压处理后试样的表面粗糙度Ra由精车的1. 886μm减小到1. 303μm,与磨削的1. 404μm相当;而表面硬度由350 HV增加到446HV,且随着距表面的距离增加而逐渐减小,其硬化层厚度约为300μm;而表层残余压应力由-249MPa大幅度提高到-838 MPa。超声滚压试样的疲劳极限比磨削试样的提高了约为33. 5%。此外,根据表面的粗糙度值,可以用超声滚压替代磨削这一工序。     

碳化硅圆柱槽微结构表面的化学机械抛光

目前工业界对高精度微结构功能表面玻璃元件,比如作为高性能二极管激光器准直透镜关键元件的圆柱槽阵列微结构功能表面玻璃元件的需求日趋增加,而其微结构表面质量的优劣也会直接影响激光器输出功率的大小。该类元件能否很好的实现其特定的光学功能取决于玻璃模压用具有微结构表面的模具(如碳化硅陶瓷等)最终加工质量,但由于碳化硅等陶瓷的超硬材料属性导致其微结构表面在精密磨削后还需要进行后续的抛光加工以达到使用精度要求。因此针对精密磨削后的无压烧结碳化硅(SSi C)微结构表面展开原位化学机械抛光(CMP)试验,试验结果表明,微结构表面粗糙度Ra及面形精度PV由磨削后的71.8 nm和2.14μm降低到了抛光后的7.7 nm和0.46μm;抛光后微结构尖角处形貌完整无破损,但尖角圆弧半径R有所扩大,由磨削后的8.082μm增大到9.294μm;微结构亚表面裂纹深度经抛光后由磨削后的5μm左右降低至1μm左右,从而有效地提高了模具精度。     

采用双辉等离子表面冶金技术在金刚石厚膜表面制备钽涂层的性能

采用双辉等离子表面冶金技术在机械抛光后的金刚石厚膜表面制备钽涂层,研究了涂层的表面及截面形貌、微区成分、物相组成及结合性能。结果表明:制备得到的钽涂层连续、均匀,由钽金属层与界面处的化合物层组成,厚度约1.7μm,组织为柱状晶;金刚石厚膜与钽涂层的界面处存在厚度约为1.1μm的钽与碳元素呈梯度分布的扩散区,且生成了TaC和Ta2C两种化合物;钽原子填充了金刚石厚膜抛光产生的磨痕,其表面粗糙度由128nm降低为57nm;钽涂层的塑性以及与金刚石厚膜的结合性能良好。     

TiAl合金表面等离子喷涂双层涂层组织与性能的研究

用等离子喷涂法在TiAl合金基体表面喷涂得到由CoNiCrAlY粘结层和ZrO2 Y2O2陶瓷外层组成的双层结构的热障涂层，进行了高温氧化试验并用SEM和光学显微镜观察分析了涂层的组织及形貌。结果表明：粘结层厚度为60μm，陶瓷外层厚度为250μm。喷涂后试样高温抗氧化能力提高。     

显微组织对预硬型718塑料模具钢表面抛光性能的影响

对预硬型大截面718塑料模具钢不同位置试样进行热处理,再经机械抛光和手动抛光后测试其表面粗糙度,研究了显微组织对表面抛光性能的影响.结果表明:原始组织为不均匀粒状贝氏体试样在热处理后,组织和硬度分布均匀性最差,导致抛光后的表面粗糙度最大,抛光性能最差;原始组织为均匀粒状贝氏体试样在热处理后,组织均匀性最好,硬度较大且分布均匀,抛光后的表面粗糙度最小,且经工程抛光(应用在工程上的专业手动抛光)后表面未出现橘皮纹或麻点等缺陷,表面粗糙度极限可达0.019μm,表面质量满足高端塑料模具钢的使用要求;原始组织为回火马氏体试样热处理后的组织中均匀分布的碳化物使其表面抛光性能略优于原始组织为下贝氏体试样的.     

RB-SiC亚表面损伤检测及其旋转超声磨削亚表面损伤特征

分别采用截面抛光法(包括以硅片作陪衬与以聚酯作陪衬两种形式)和界面黏接法检测了反应烧结碳化硅(Reaction Bonded SiC,RB-SiC)旋转超声磨削加工的亚表面损伤。为确定其中的最佳检测形式,采用表面破碎层深度、最大破碎层深度、平均裂纹深度、最大裂纹深度4个亚表面损伤评价指标对两种方法分别检测到的RB-SiC旋转超声磨削亚表面损伤进行对比分析。结果显示:截面抛光法(硅片作陪衬)检测到的4个指标值依次为3.30μm、6.59μm、8.64μm、17.44μm;截面抛光法(聚酯作陪衬)检测到的4个指标值依次为5.71μm、14.33μm、15.36μm、54.82μm;而界面黏接法检测到的4个指标值依次为9.19μm、19.45μm、13.04μm、32.20μm。试验结果表明,截面抛光法(硅片作陪衬)检测的精度更高,检测的亚表面损伤更符合实际情况。最后,基于此方法,对旋转超声磨削RB-SiC材料的亚表面损伤特征进行了总结。     

高硬钢的超精密磨削

采用新型高刚性Tetraform“C”磨床对高硬轴承钢M50进行超精密磨削可获得理想的表面粗糙度(Ra<10nm)。试验表明,采用粒度76μm磨粒的CBN(立方体氮化硼)砂轮,以500μm的砂轮切深就可稳定获得Ra<10nm的表面粗糙度。这个结果相对于先前欲获得纳米表面粗糙度就必须损失加工效率的理论有了一个显著的飞跃。一般认为杯形砂轮磨削包括主磨削和光整磨削,形成了镜面,磨削的最终表面粗糙度决定于磨钝的CBN磨粒的修光作用,磨削结果表明,光整磨削区工件的脱碳对磨削表面粗糙度影响很大。采用在线电解修整砂轮能够很好的解决这一问题,它能使CBN磨粒突出并且尖锐。尽管磨粒的修光作用减弱使得零件表面略显磨痕,但这一方法保证了零件表面组织的完整。     

超声加工对球墨铸铁表面粗糙度的影响及其机理

对球墨铸铁表面进行超声加工处理,通过白光共焦三维显微镜、扫描电子显微镜、光学显微镜和维氏硬度计等研究了加工区和未加工区的三维形貌、表面粗糙度、显微组织等。结果表明:超声加工对试样的尺寸影响很小,可实现连续抛光;加工区与未加工区的交界处有高约30μm的蝶形凸起;超声加工能显著降低试样的表面粗糙度,轮廓算术平均偏差由加工前的1.465μm减小到0.948μm,降低了35.29%;超声加工后,试样表层晶粒明显细化,表面硬度提高,超声加工对试样硬度的影响深度为0.6mm左右。     

超声辅助对TC4钛合金磨削力的影响

在室温下对TC4钛合金进行了超声辅助磨削试验和普通磨削试验,对比研究了磨削速度、进给深度、超声振动对合金磨削力的影响,分析了试样的表面加工质量。结果表明:超声磨削的法向磨削力和切向磨削力均随着磨削速度增大而下降且降幅减小,随着进给深度增大而增大且增幅增大;和普通磨削试样相比,超声磨削试样的法向磨削力和切向磨削力更低;超声磨削试样表面黏附的磨屑较少,表面加工质量更好。     

表面形貌对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢耐腐蚀性能的影响

利用扫描电镜和原子力显微镜等方法研究了在偏酸性环境条件下,表面形貌对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢耐腐蚀性能的影响.结果表明:1000#砂纸抛光试样的耐腐蚀性能最好,机械磨削试样次之,800#砂纸抛光试样的最差;试样的耐腐蚀性能并不是随着表面粗糙度的降低而增强;这主要是由于1000#砂纸抛光试样具有较高的亚稳态和稳定孔蚀电位,而800#砂纸抛光试样比磨削试样更容易在表面形成腐蚀微电池所引起的.     

硬质合金的电解磨削镜面加工试验

电解磨削加工优于机械研磨、电解抛光和电解磨料复合加工，适用于内外国磨削、平面磨削、成形磨削。尤其对硬质含金、高速钢、不锈钢、钛合金、镍合金、纯铁等高强度、高硬度、热敏性和磁性等难加工材料的工件表面，可将粗磨、精磨、镜面加工连续进行，将加工前粗糙度为Ra63～1．6μm的工件表面直接电解磨削至Rao.025Pm以下的镜面。本文介绍硬质含金的电解磨削镜面加工试验。一、试验实例1．试件材料、尺寸及初始粗糙度试件材料为国产YT15硬质合金，被磨平面尺寸为20×60（mm2）（厚10．5mm），初始表面粗糙度为Ra1．6μm。2磨床、磨轮及…     

TB8钛合金表面间歇式真空渗氮层的组织与性能

对TB8钛合金进行800℃间歇式真空渗氮6 h,研究了表面渗氮层的组织、硬度、耐磨性能及耐腐蚀性能.结果表明:TB8钛合金表面间歇式真空渗氮层主要由厚度60～80μm氮化物层和厚度110～130μm氮扩散区组成,表层物相包括TiN、TiN0.3、Ti2AlN及α-Ti,表层硬度为800～850 HV,由表层至心部硬度缓慢降低,心部基体的硬度为250～270 HV;在相同条件下,间歇式真空渗氮处理合金的磨损质量损失为未渗氮合金的1/12,表面形成了浅而窄的磨痕,耐磨性得到显著提高;间歇式真空渗氮处理合金在HF和HNO3混合溶液中的腐蚀速率仅为未渗氮合金的1/153,表面未见明显腐蚀坑,耐腐蚀性能得到明显提高.     

纳米ZrO2牙科陶瓷磨削材料去除机理的实验研究

对纳米ZrO2牙科陶瓷磨削中脆性和塑性去除转变的材料去除机理进行了理论分析与实验研究。利用K-P36精密数控平面磨床对3Y-TZP纳米ZrO2牙科陶瓷进行磨削加工实验。用YDM-III99型整体式三向压电磨削测力仪测量三向磨削力,用TALSURF5轮廓仪测量加工后的微观几何参数值,用扫描电镜观察表面微观形貌变化。实验结果表明,未变形磨屑的最大厚度小于1.9μm时为塑性去除方式;未变形磨屑的最大厚度为1.9～2.1μm时开始出现由侧向裂纹引起的脆性断裂去除,为塑性和脆性混合去除方式;未变形磨屑的最大厚度为5.23μm时,加工表面发生了大规模的脆性断裂,并且表面还残留了大量的半硬币形脆性断裂产生的凹坑,为脆性去除方式。     

激光冲击强化对TiAl合金组织和性能的影响

为研究激光冲击强化对TiAl合金组织和性能的影响,利用波长为1 064nm、脉宽为20ns、单脉冲能量为0～22J的Nd:YAG激光器对TiAl合金试件进行了实验研究。采用显微硬度计、表面粗糙度仪和扫描电镜分别测量了激光冲击强化前后的表面显微硬度、粗糙度和表面微观形貌,利用X射线应力分析仪测量了激光冲击强化表面残余应力和晶面极性,并分析了其高温稳定性。实验结果表明:当单脉冲能量增加到9J时,表面显微硬度增加了33.4%,粗糙度由0.042μm增大到了0.285μm,表面残余压应力由20MPa增加到了297MPa,表面微观形貌出现了凸凹不平,局部纹理和层状微结构。将9J激光冲击强化后的试件在650℃下保温4h后,残余压应力值从297MPa降到230MPa,显微硬度值从377HV0.2降到345HV0.2,(002)晶面取向有向中心移回的趋势。得到的数据显示,激光冲击强化能够极大地改善TiAl合金的组织和性能,且具有一定的高温稳定性。     

铝合金挤压型材试样加工工艺及疲劳性能研究

车体枕梁是由铝合金挤压型材和板材组焊的箱体结构,是车体上同时承受拉伸和压力载荷的关键部件。本文研究枕梁挤压型材母材疲劳性能测试相关技术问题,探讨了线切割-抛光和铣-磨-抛光两种工艺条件、型材不同厚度壁板疲劳性能的差异,获得了疲劳性能数据。试验结果表明,用铣-磨-抛光工艺加工的试样的疲劳性能优于线切割-抛光工艺加工的试样的疲劳性能;不同厚度壁板中值条件疲劳极限差别不大,但10mm壁板数据分散性明显大于15mm壁板。     

过渡区的摩擦特性研究

用GCr１５的球试样和45^#钢平面试样在200N的法向务作用下对大范围位移幅值下的往复滑动作了大量磨损试验，着重对摩擦系数、磨损系数、平面试样磨痕的表面形貌以及磨屑的尺寸和分析情况进行分析研究。结果表明，在本试验条件下，过渡区范围是75－125μm。过渡区和微动、滑动状态下的磨损系数、磨痕形貌以及磨屑的尺寸和分布均有所差异。     

电解镜面磨削法

零件表面粗糙度R_(max)=0.1μm时,具有反光效果,R_(max)=0.01μm时,即为镜面。传统的镜面磨削通常采用抛光和研磨两种方法。日本东京大学教授T·Nakagwa最近发展成功一种电解镜面磨削法,主要用来对硬质、脆性材料进行镜面磨削,如硅、铁素体、陶瓷等,通常表面经一次行程即可形成镜面。这种磨削方法的原理如图所示,在磨削过程中辅以电解过程。为使电解得以实现,采用粘接材料为铸铁纤维粘接剂的细粒砂轮,磨削中,通过电解去除粘     

超声纵扭辅助铣削TiAl合金表面质量及刀具磨损研究

TiAl合金属于典型难加工材料,采用传统方式加工难以获得良好的表面质量,因此文章提出采用超声纵扭辅助铣削TiAl合金。试验采用单因素对照方法,研究了超声纵扭铣削（ULTM）与普通铣削（CM）加工TiAl合金时工艺参数对表面粗糙度、表面形貌及显微硬度的影响规律。研究结果表明,ULTM铣削可以改善TiAl合金的表面粗糙度,获得普遍较低的粗糙度值（Ra<0.6μm）;ULTM对TiAl合金表面硬化具有强化作用,能使表面硬度平均提升超过10%,并且采用ULTM加工得到的工件和切屑表面质量都较好。此外,铣削150 mm3的TiAl合金时发现ULTM的刀具底刃磨损量明显减小,刀具主要发生氧化磨损和扩散磨损。     

钛合金叶片强化抛光工艺研究

介绍了一种钛合金叶片强化抛光原理,该方法将传统的强化与抛光工序合二为一。建立了强化抛光试验装置,对钛合金叶片进行了强化抛光试验。研究了磨块、频率、时间、振幅等对强化抛光的影响。试验表明:强化抛光后,钛合金叶片表面粗糙度从Ra0.35～0.5μm下降到Ra0.1～0.12μm,疲劳强度提高了约50%。