磨削淬硬層及其均勻性研究.pdf

1、磨削淬硬技術(shù)利用磨削加工中產(chǎn)生的大量磨削熱，將工件表層快速加熱到材料的相變溫度，并以大于馬氏體相變臨界冷卻速度急速冷卻，從而使工件表層發(fā)生馬氏體相變，達(dá)到淬硬目的。磨削淬硬集磨削加工與表面淬火于一體，可以代替感應(yīng)淬火、火焰淬火和激光淬火等表面熱處理工藝，減少零件熱處理工序、專(zhuān)用熱處理設(shè)備及人員等的投入，減少能源的消耗以及熱處理設(shè)備排放物對(duì)環(huán)境的污染，符合綠色制造和清潔化生產(chǎn)模式。
　　 本文以平面磨削淬硬試驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用金相顯微

2、鏡、掃描電鏡和顯微硬度計(jì)等現(xiàn)代材料分析、測(cè)試手段，并結(jié)合磨削原理，對(duì)工程常用材料65Mn鋼的磨削淬硬層及其均勻性進(jìn)行了研究，主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 (1）采用單因素試驗(yàn)方法，研究了磨削條件對(duì)65Mn鋼磨削淬硬件長(zhǎng)度和高度方向上淬硬層組織及其均勻性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：在磨削淬硬溫度場(chǎng)的直接作用下，磨削淬硬層均具有相似的組織分區(qū)，從加工表面開(kāi)始，依次為完全淬硬區(qū)和過(guò)渡區(qū)；其中，完全淬硬區(qū)均由混合型馬氏體、少量殘余奧氏體和少量

3、未溶碳化物組成。在磨削淬硬加工中磨削熱和磨削力綜合作用下，磨削條件對(duì)磨削淬硬件長(zhǎng)度方向上不同位置處的淬硬層顯微組織沒(méi)有顯著影響。
　　 (2）采用單因素試驗(yàn)方法，研究了磨削條件對(duì)65Mn鋼磨削淬硬件長(zhǎng)度和高度方向上淬硬層顯微硬度及其均勻性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：磨削淬硬層從加工表面到基體，其顯微硬度分布曲線(xiàn)均具有相似的形態(tài)，高硬度區(qū)的顯微硬度平均值高達(dá)770HV0.5，且無(wú)明顯的下降梯度，其硬度值主要取決于工件材料的含碳量，基本不

4、受磨削條件的影響。高硬度區(qū)的顯微硬度具有良好的均勻性。
　　 (3）采用正交試驗(yàn)方法，研究了磨削條件對(duì)65Mn鋼淬硬層深度及其均勻性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：在對(duì)淬硬層平均深度產(chǎn)生影響的各因素中，磨削深度是顯著因素；在對(duì)淬硬層深度均勻性產(chǎn)生影響的各因素中，磨削方式是最顯著因素，工件進(jìn)給速度是顯著因素。在實(shí)際應(yīng)用中，從考慮磨削淬硬件均勻性和磨削淬硬加工經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，宜采用磨削深度ap＝0.6mm，進(jìn)給速度vw＝0.4m/min，且