多因素耦合對(duì)楔橫軋層合軸界面結(jié)合質(zhì)量的影響研究.pdf

1、軸類零件主要是用來支承傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩和承受載荷，軸傳遞力矩最有效的部位是外沿，中心無論傳遞轉(zhuǎn)矩還是彎矩，重量/效能比較低，屬于“死重”。為了解決軸類零件中心“死重”導(dǎo)致的浪費(fèi)優(yōu)質(zhì)貴重金屬材料和難以實(shí)現(xiàn)輕量化問題，并使其更加適應(yīng)惡劣復(fù)雜環(huán)境，提高使用壽命，提出了異質(zhì)材料層合軸的方法，楔橫軋成形層合軸的思路。利用復(fù)合技術(shù)將不同特性的材料結(jié)合，形成性能更加突出的復(fù)合材料，且同時(shí)具備復(fù)合的幾種材料的綜合性能。復(fù)合材料在汽車、航空、核電、化

2、工等都得到廣泛的應(yīng)用。
　　本文通過楔橫軋軋制促使界面結(jié)合，形成復(fù)合材料層合軸。楔橫軋層合軸是通過過高軋制壓力或者高溫高軋制力作用，使待焊合的金屬表面破碎，獲得潔凈、活化的表面，原子間通過擴(kuò)散作用，實(shí)現(xiàn)層界面的冶金結(jié)合。本文以42CrMo/Q235不同種材料層合軸為研究對(duì)象，采用42CrMo和Q235兩種材料分別作為層合軸的外層和內(nèi)層，通過楔橫軋軋制促使界面結(jié)合。主要研究楔橫軋不同材料層合軸實(shí)現(xiàn)界面結(jié)合的工藝參數(shù)范圍，采用單因素試

3、驗(yàn)與多因素耦合實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法。設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)，判斷工藝參數(shù)成形角、展寬角、斷面收縮率、軋制溫度、軋前基材直徑對(duì)楔橫軋層合軸界面結(jié)合的影響。結(jié)合界面性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，分析各個(gè)因素對(duì)楔橫軋層合軸軋制成形的界面結(jié)合強(qiáng)度的影響規(guī)律及其影響主次，最終確定斷面收縮率、軋制溫度、軋前基材直徑、厚徑比對(duì)楔橫軋層合軸界面結(jié)合影響顯著。進(jìn)而運(yùn)用四因素五水平正交旋轉(zhuǎn)組合實(shí)驗(yàn)方法，開展四個(gè)因素耦合作用下的楔橫軋異質(zhì)材料層合軸界面結(jié)合實(shí)驗(yàn)與界面力學(xué)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，得

4、到斷面收縮率與軋制溫度、斷面收縮率與軋前基材直徑、斷面收縮率與厚徑比、軋制溫度與軋前基材直徑、軋制溫度與厚徑比之間都有顯著的交互作用，最后分析影響顯著的耦合工藝參數(shù)對(duì)楔橫軋層合軸界面結(jié)合界面結(jié)合質(zhì)量的影響規(guī)律。
　　綜合運(yùn)用單因素實(shí)驗(yàn)、多因素耦合實(shí)驗(yàn)、力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)等手段，對(duì)楔橫軋層合軸界面結(jié)合情況進(jìn)行了全面的分析。通過因素之間相關(guān)性研究，得出顯著因素與界面剪切強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的定量關(guān)系，為判斷楔橫軋層合軸實(shí)現(xiàn)界面結(jié)合的參數(shù)范圍奠