超声滚压18CrNiMo7-6齿轮钢表面变质层性能分析

研究了18CrNiMo7-6齿轮钢超声滚压后表面变质层的性能和加工工艺。分别运用三维表面形貌测量系统、显微硬度计、超景深三维显微系统和高速大功率X射线残余应力分析仪等工具观察试样加工前后的表面变质层变化,并采用单因素试验分析试验数据,研究超声滚压工艺参数对试样表面变质层的影响。结果表明:经过超声滚压加工,表面粗糙度由未经超声滚压处理的3.003μm减少到0.468μm,显著的加工硬化在该材料表面形成,表面显微硬度从最开始的360.9 HV升高到442.9 HV,升高了22.7%,高硬度层达到了300μm;平整的表面在超声滚压加工后出现;在距离表面40μm处残余压应力形成峰值,其值约为-790.97 MPa。超声滚压技术显著提高了材料的变质层性能。

超声滚压装置设计及试验研究

设计了一种新的超声滚压装置,并利用该装置研究了超声滚压加工对18CrNiMo7-6齿轮钢表面性能的影响。首先对滚压装置进行了结构设计,应用ANSYS Workbench对装置进行了模态分析和谐响应分析,通过调整滚压装置结构,使该装置能够正常高效地工作;然后综合利用NPFLEX型三维表面形貌测量系统、Proto高速大功率X射线残余应力分析仪、HV-1000型显微硬度计及VHX-2000E型超景深三维显微系统观察分析了超声滚压加工前后试样的表面粗糙度、表面二维形貌、表层显微硬度及残余应力。经超声滚压加工后试样的表面粗糙度从3.003μm降低至0.419μm,最大残余压应力出现在距离表面80μm处,大小约为-672.04MPa,高硬度层达到了200μm。结果表明,利用该装置能够有效的改善材料的表面性能。