40Cr钢表面渗氮及制备CrN涂层在重载低速下的摩擦学性能

目的提高40Cr齿轮在重载低速下的摩擦学性能。方法采用离子渗氮和电弧离子蒸发镀(AED)技术在40Cr钢基体上制备了渗氮层和Cr N涂层。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪和往复式摩擦磨损试验机,研究了经两种表面处理后40Cr钢的物相组成、形貌和摩擦学性能。结果渗氮样品表面化合物层厚度约10μm,硬度约为558HV。Cr N涂层表面厚度约为4μm,涂层硬度约为1341HV。在60 N载荷的条件下,渗氮处理后40Cr钢的磨损率为104.17×10-6 mm3/(N·m),其磨损机理主要为轻微的粘着磨损和磨粒磨损;制备Cr N涂层后40Cr钢的磨损率为17.36×10-6 mm3/(N·m),其磨损机理主要为轻微的磨粒磨损。结论在20~60 N法向载荷下,制备Cr N涂层后,40Cr钢均表现出最优异的耐磨减摩性能。

40Cr钢齿轴的断裂原因分析

某40Cr钢齿轴在使用过程中发生早期断裂失效,通过宏观检验、化学成分分析及金相检验的方法,对齿轴断裂的原因进行了分析。结果表明:齿轴在加工过程中,由于切削刀具吃刀量过大或刀具过钝,使齿轴表面产生铁屑翻皮卷曲,导致表层晶粒脱落及切削挤压微裂纹。同时原材料中非金属夹杂物过多,材料的强度大幅度降低,脆性显著增大,淬火应力集中形成开裂。齿轴服役承载时,淬火形成的裂纹继续扩展,最终导致齿轴断裂失效。

40Cr直齿齿条齿形加工方法优化研究

直齿齿条齿形加工传统需要采用粗铣+精铣的工艺方法,以避免加工出现变形,影响精度,但加工效率低。因此针对40Cr直齿齿条齿形加工工艺进行优化研究,实现了齿形一次加工成型。首先,通过在齿形加工前增加粗铣及低温热时效处理,降低了调质处理产生的内应力,避免了后续齿形成形加工时发生变形;其次,通过自行设计加工平台,提高平台高度,降低了主轴伸出长度,解决了主轴在齿形加工时切削力较大情况下刚性不足的问题;对不同厂家齿形铣削刀具进行试验,结果表明,采用瓦尔特PLNE220905N-D298-GA4230成形刀具,切削扭矩较低,加工时机床不会出现振动。在此基础上对加工参数进行研究,结果表明,在转速为200r/min、进给量为300mm/min的情况下,齿形表面粗糙度可达Ra3.2μm。

考虑相变诱导塑性下40Cr激光淬火工艺参数显著性分析

定量化揭示激光淬火过程多场耦合瞬时演变规律,进而实现40Cr激光淬火工艺参数显著性分析。基于相图计算法(CALPHAD)计算温变物性参数,建立40Cr齿轮钢激光淬火数值模型,对瞬态温度、相变以及应力分布进行数值计算,揭示相变行为与塑性应力之间的耦合作用机理。通过Axio Vert.A1显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、超景深3D显微镜和显微硬度仪进行分析。基于正交试验,分析了激光半径、激光功率、扫描速度对淬火质量的显著性影响。结果表明:影响最高温度和相变深度的显著工艺参数依次为光斑直径、扫描速度、激光功率;残余应力成“驼峰”分布,影响残余拉应力的显著工艺参数依次为光斑直径、激光功率、扫描速度。该研究为有效控制淬火残余应力,优化工艺参数提供重要理论依据。

硫化机外胎底座齿轮轴断裂分析

应用化学成分分析,金相组织、宏观断口观察,力学性能及氢含量检测等方法对40Cr钢齿轮轴断裂原因进行了综合分析。结果表明:宏观断口为脆性断裂,钢中氢含量过高产生白点裂纹以及硅含量超标导致夹渣是齿轮轴脆性断裂的主要原因。

精密冷锻齿轮用钢的快速球化退火工艺

介绍了精密冷锻齿轮用钢２０ Ｃｒ Ｍｎ Ｔｉ、４０ Ｃｒ 的球化退火工艺（固溶处理＋ 快速球化退火）及其处理效果。

渐开线齿轮稀土软氮化的研究与应用

本文对４０Ｃｒ 钢渐开线齿轮采用稀土软氮化的工艺进行了探讨。研究表明：稀土元素的加入大大缩短了软氮化过程，渗层明显加厚，其耐磨性和耐蚀性大幅度提高，从而为中小模数齿轮的齿面硬化找到了新的途径。

谐波减速器刚轮用材质摩擦磨损性能分析

通过对合金成分、显微组织和耐磨性的定量分析,对比了两种球墨铸铁(QT1和QT2)和40Cr钢的刚轮摩擦磨损性能。结果表明,QT1和QT2基体组织分别为珠光体、针状铁素体和残留奥氏体,两者石墨球尺寸细小且圆整度较高。QT1和QT2球墨铸铁的磨损位置较为集中,起伏波动小,最大磨痕深度分别为3.7μm和2.6μm,而40Cr钢多为深浅不一的犁沟,起伏波动大,最大磨痕深度为7.6μm。与40Cr钢相比,两种球墨铸铁具有良好的耐磨性和更低的摩擦因数,国内谐波减速器企业可采用球墨铸铁作为刚轮材料代替40Cr钢。

盐浴氮碳共渗40Cr钢凸轮轴双联齿轮的变形控制

对40Cr钢凸轮轴双联齿轮加工工序、预先热处理工艺和检测结果进行分析,找到了造成齿轮内孔盐浴氮碳共渗畸变的主要因素。通过调整加工工序和预先热处理工艺,提高了齿轮心部强度,机加工应力得到了有效消除,从而使凸轮轴齿轮盐浴氮碳共渗畸变得到有效控制。