激光表面淬火对车轮多边形萌生及发展影响试验研究

车轮多边形磨损是影响列车服役可靠性的常见异常磨损形式,而激光淬火是提高金属材料耐磨性能的新型技术,但目前关于激光淬火对车轮多边形的影响尚未深入研究.因此,本文中将研究激光淬火对车轮多边形萌生与发展的影响规律,探讨利用激光淬火技术抑制车轮多边形的可行性.首先利用激光器对车轮试样进行点状淬火和全表面淬火,利用MMS-2A微机控制摩擦磨损试验机进行轮轨滚动磨损试验,分析轮轨系统振动频率、车轮试样磨损表面宏观形貌、廓形、多边形阶数以及材料损伤等,探明激光淬火对车轮多边形形成的影响.结果表明:在车轮试样表面沿圆周方向均匀地进行12个和16个点状淬火时,滚动磨损试验中车轮试样分别萌生出12阶和16阶多边形,并激发出严重的轮轨系统振动,最终在15万转时产生较大波深的车轮多边形.对车轮表面进行全表面淬火处理时,滚动磨损试验过程中始终无车轮多边形产生.在此基础之上,本文作者对未淬火车轮试样进行6万转滚动磨损试验以形成多边形磨损,然后对多边形车轮试样进行点状淬火(波谷处淬火)和全表面淬火,继而进行轮轨滚动磨损试验.研究表明:对多边形车轮试样波谷区进行淬火强化后,多边形发展表现出先放缓后加快的现象,波谷逐渐转变为波峰;对多边形车轮试样进行全表面淬火强化后,多边形继续发展,运行15万转后多边形波深呈轻微下降趋势.研究结果对车轮多边形磨损控制技术研究具有理论指导意义.

基于相似理论的激光表面淬火大型风电主轴轴承性能试验

针对大型风电主轴轴承激光表面淬火后试验验证困难的问题,提出基于相似理论的轴承试验方法。首先,推导了原型轴承与缩比轴承之间各物理量的关系;然后,开展激光表面淬火与传统表面淬火2种不同工艺处理的缩比轴承加速寿命试验,通过对比2种缩比轴承试验前后的润滑脂和游隙变化量考核加速寿命试验中的轴承性能;最后,基于相似理论将试验结果推广至原型轴承。试验结果表明,激光表面淬火轴承的服役性能优于传统表面淬火轴承,验证了激光表面淬火工艺在大型风电主轴轴承表面强化加工中应用的可行性。

激光表面淬火与常规表面淬火在模具应用上的研究分析

介绍了用于模具表面淬火的常规方法以及激光淬火加工系统和激光强化工艺方法,讨论了激光强化模具表面的硬化层深度和耐磨性能与激光强化工艺参数之间的关系,采用激光强化技术能大幅度提高模具的使用寿命和加工质量。

激光表面淬火对H13钢显微组织及性能的影响

对经激光表面淬火的H13模具钢的显微组织及性能进行了观察分析,发现其显微组织和性能基本呈梯度变化;强化层晶粒明显细化,并出现孪晶亚晶组织。强化层深度可达1.0 mm;硬度峰值出现在次表层;平均显微硬度可提高25%左右。高温耐磨性和耐腐蚀性显著提高。激光表面淬火工艺参数具有一定的范围限制。

硼铸铁激光表面淬火的显微组织及耐磨性

采用光学显微镜、电子显微镜和Ｘ射线衍射仪研究了激光表面淬火处理硼铸铁硬化层的显微组织及激光处理前后硼在铸铁中的存在形式。在滑动磨损试验机上测量了激光硬化层的耐磨性。研究结果表明，硼铸铁铸态组织为珠光体＋片状石墨＋微量游离铁素体＋角状化合物（包括Ｆｅ３Ｐ、Ｆｅ３（ＰＢ）及Ｆｅ２Ｂ）。激光淬火处理后组织超细化，熔凝层为树枝状初晶（Ｍ＋Ａ’）和树枝间层片状共晶（变态莱氏体即Ｍ＋Ａ’＋Ｆｅ３Ｃ或Ｆｅ３（ＣＢ））。固态相变层为隐针马氏体、残留奥氏体及未溶解的石墨与硼化物。硼铸铁激光淬火处理后硬度及耐磨性显著高于未经激光处理的硼铸铁和灰铸铁。

密封面激光表面淬火工艺的应用研究

研究了 35CrMo钢密封面的激光表面淬火工艺、淬火层的组织及硬度分布 ,探讨了用激光表面淬火技术取代渗氮处理的可能性。结果表明 ,对工件形变要求较严格的密封面 ,采用激光表面淬火工艺进行强化处理是可行的。

45钢激光相变硬化和感应加热表面淬火硬化后的组织和性能

采用光学显微镜、电化学工作站和力学性能测试等对45钢在激光相变硬化和感应加热表面淬火两种不同淬火方法下的淬硬层组织、导电性能、耐腐蚀性能进行了对比分析。结果表明：经过激光相变硬化处理过的45钢试样导热性要低于感应加热表面淬火试样,而经过表面淬火处理的试样导热性明显低于未经过处理的试样;在相同扫描速度4 mm/s下,感应加热表面淬火试样的淬硬层深度远大于激光相变硬化试样的淬硬层深度,淬硬层组织分布相对弥散,马氏体转化率较低,激光相变硬化试样淬硬层组织晶粒相对细小,淬硬层较薄,转化马氏体组织较为均匀;同时激光相变硬化试样的腐蚀程度小于感应加热表面淬火试样,而感应加热表面淬火试样腐蚀后的硬度值及强度不如前者,总体而言,激光相变硬化试样的淬火效果要优于感应加热表面淬火试样的淬火效果。

基于蚁群算法的激光表面淬火工艺参数神经网络优化系统

建立了基于蚁群算法的激光表面淬火工艺参数神经网络优化系统。用神经网络建立激光表面淬火工艺参数与目标参数的非线性模型,借助蚁群算法搜索决策工艺参数的最优组合,自动优化工艺参数。用VC++6.0开发了激光表面淬火工艺参数优化程序。结果表明,基于蚁群算法的神经网络优化系统用于解决激光表面淬火工艺参数优化问题是可行且有效的。

模切辊激光表面淬火的研究

用连续波CO2 激光束对 5 0 # 钢模切辊进行了激光表面淬火试验 ,研究了淬火层的显微组织及硬度分布。结果表明 ,5 0 # 钢模切辊经激光表面淬火后 ,硬化层组织由细小的位错马氏体及少量的残余奥氏体组成 ;模切辊变形很小 ,且表面硬度高 ,整体硬度分布较为均匀 ,能够达到技术要求。采用激光淬火技术对 5 0 #

激光表面淬火工艺对表面硬度影响实验研究

采用激光表面淬火工艺可以有效提高金属材料表面层的硬度和耐磨性,可以在表面层形成残余压应力,从而提高材料的抗疲劳性能。采用实验方法研究激光束的直径、移动速率、功率等对表面淬硬层深度及硬度的影响,具有一定的意义。实验结果表明,当激光光斑直径和扫描速度不变时,表面最大硬度随着激光功率的增加先增加后降低,存在一个最佳功率值;当其他参数不变时,在一定范围内淬硬层的深度随着扫描速度的增加而降低;两道扫描路径之间的搭接区域硬度较小,且存在较小的残余拉应力,是整个结构的薄弱环节。

激光表面淬火后铁基烧结凸轮的组织与性能研究

本论文研究了铁基烧结凸轮材料经宽带激光表面淬火前后的显微组织、硬度及其摩擦学特性。研究结果表明:经激光表面淬火后,铁基烧结凸轮材料的耐磨性得到了显著的改善,摩擦系数也明显降低。在摩擦过程中,摩擦表面形成一具有高硬度的表面层,在摩擦表面层的最表层还覆盖着一层表面膜。该表面膜的存在可进一步改善铁基烧结凸轮材料的耐磨性。

激光表面淬火瞬态温度场在ANSYS中的模拟

利用有限元分析软件ANSYS,对45#钢试样的激光表面淬火过程瞬态温度场进行了有限元模拟,预测试样表面淬火温度场分布和变化规律,并根据温度的分布情况来预测淬火硬化层深。

汽轮机叶片局部激光表面淬火工艺试验研究

对汽轮机叶片进气边局部进行激光淬火工艺试验 ,研究工艺参数、搭接对硬化层深度、硬度及硬度分布的影响 ,分析了淬火后的组织特征 ,结果显示 :激光淬火可得到深度为 0 .2 5～0 .45mm的硬化层 ,平均硬度为HV5 88,2 0 %的搭接量可满足实际使用要求。从而 ,得到符合实际需要的优化工艺 ,以替代传统工艺。

灰口铸铁激光表面淬火的组织性能研究

用 2 k W- CO2 激光器对灰口铸铁表面以搭接的方式进行表面整体激光淬火。对淬后的显微组织及力学性能进行了研究 。

Cr12MoV模具钢激光表面淬火功率对高频疲劳性能的影响

针对Cr12MoV模具钢进行激光表面淬火,并对不同激光功率处理后的Cr12MoV钢进行高频疲劳实验,实验结果表明,激光扫描速度为480 mm/min,光斑取1 mm×15 mm,焦距取305 mm,在其它参数不变的情况下,随着激光功率增加,模具疲劳寿命提高.利用ANSYS对Cr12MoV钢高频疲劳性能进行模拟分析,模拟结果表明,当未淬火层和淬火层被同样循环加载11×103次时,未淬火层达到了疲劳极限,产生明显的疲劳破坏;淬火层最大应力点处的累积损伤系数为0.965 00,说明淬火层被激光表面淬火后,模具的疲劳寿命得到显著提高.

过丝辊激光表面淬火

用连续波CO2 激光束对 4Cr13不锈钢过丝辊进行激光表面淬火。研究了淬火层的显微组织及硬度分布 ,探讨了用激光表面淬火技术替代传统的热喷涂处理的可能性。结果表明 ,激光表面淬火硬化层的硬度和硬化深度均可达到甚至超过热喷涂涂层的硬度和硬化深度 。

40Cr钢激光表面淬火显微组织分析

进行了40Cr钢的激光表面淬火试验,观察分析了激光淬硬层的显微组织。试验结果表明:激光淬火预处理可在试验用钢40Cr表面获得0.55~0.65 mm的淬硬层深,激光淬硬层主要由完全淬火区、不完全淬火区与未淬火基材交界区组成。

激光表面淬火强化技术的工艺基础

通过对激光与金属材料表面的交互作用规律的研究,从传热学角度得出了激光固态加热的两个基本规律,从物理冶金学角度讨论了激光快速加热作用条件下的金属晶体的缺陷特征、残余奥氏体特征、淬火马氏体特征、组织遗传性以及其各自的形成原因。

激光表面淬火在模具制造中的应用

介绍了激光表面淬火的基本机理与热处理加工系统 ,以及工艺特点与性能特性 ,并给出了有关工艺参数的选择与应用实例。

薄壁零件激光表面淬火时背面回火研究

从传热学角度对薄壁零件在激光表面淬火时的背面回火问题进行了研究，特别研究了中小模数齿轮激光轴向扫描淬火时的背面回火问题，给出了轮齿温度响应的计算公式和不同模数齿伦不发生背面回火条件下激光参数的选取范围。