超大型齿圈在线测量技术现状与趋势

从超大型齿圈的特点出发,提出了测量超大型齿圈的4大难点,分析了传统齿轮测量技术在测量超大型齿圈时的缺陷和对设备仪器的要求,研究了国内现阶段主要的分析式测量方法,比较了国内外适用于大齿轮测量的设备,并讨论是否可以进行改进而运用到超大型齿圈的测量。最后提出两种可运用于齿圈测量的新技术,并展望了超大型齿圈在线测量的趋势,提出视觉技术和光学技术是超大型齿圈在线测量需要攻克的技术性难题。

激光淬火对40CrNiMo摩擦与磨损性能的影响

利用激光对超大型齿圈用40CrNiMo高强度钢表面进行淬火处理，用金相显微镜观察其组织的变化。通过SEM分析淬火层的截面形貌，用轮廓仪测试激光淬火前后表面粗糙度，并进行摩擦与磨损试验，考察激光淬火前后摩擦因数和磨损性能，分析激光淬火对摩擦一磨损的影响机理。结果表明：激光淬火形成相变淬火层，组织为细小的针状马氏体，显微硬度HV为480～500；调质处理后试样表面粗糙度为35．1nm，经激光淬火后粗糙度为36．1nm，激光淬火对其精度和变形基本上没有影响；激光淬火对40CrNiMo钢减摩效果影响比较明显，在6，8和10N载荷下，激光淬火试样的摩擦因数平均值比调质处理试样分别下降6．7％，9．1％和22．2％；激光淬火改善40CrNiMo磨损失效形式，在6，8和10N载荷下，激光淬火试样的磨损质量损失比调质处理试样分别减小88．73％，91．42％和87．45％，高硬度的马氏体的形成是其磨损性能提高的主要原因。

激光淬火对40CrNiMo高强度钢拉伸性能与断口形貌的影响

利用CO2激光对40CrNiMo高强度钢表面进行了淬火处理,通过拉伸对比试验分析了激光淬火处理对试样拉伸性能的影响,用扫描电镜和能谱分析仪观察了激光淬火前后试样断口形貌与化学成分组成,并对其断裂机理进行了探讨。结果表明:激光淬火后40CrNiMo的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别提高了25.3%、24.4%和7.1%,而断面收缩率降低了7.6%,存在明显的屈服阶段,呈现出连续屈服特征;与原始试样相比,激光淬火后40CrNiMo的屈服强度和抗拉强度明显提高,拉伸断裂方式和分层现象没有明显改善,试样表面断口处孔隙率降低,呈现准解理形貌。

阴极离子镀AlCrN涂层化学元素面扫描与线扫描分析

用阴极离子镀方法在TiC基金属陶瓷刀具表面制备了AlCrN涂层,通过扫描电镜、X射线衍射和能谱分析面扫描与线扫描等手段对AlCrN涂层组织结构和表面-界面化学元素分布进行了分析,并对其界面扩散结合机理进行了探讨。结果表明,TiC基金属陶瓷刀具由TiN、TiC和Ni组成,TiC和TiN为硬质相;AlCrN涂层表面均匀致密,由AlN和CrN组成,表面Al原子含量较高,形成了功能硬度梯度,耐磨性和抗氧化性能较好;涂层中化学元素分布均匀,在Ti、C、N、Al元素之间化学元素发生了扩散现象,与基体形成了冶金结合方式。

阴极弧离子镀AlCrN涂层原子力显微镜分析

利用阴极离子镀法在TiC基金属陶瓷刀具上制备了AlCrN涂层,通过扫描电镜观察了表面形貌,并用原子力显微镜分析了三维表面微观形貌,获得表面粗糙度相关评定参数,同时对高度、层次、粒度、功率谱密度等进行了分析。结果表明,表面粗糙度均方根偏差TiC基体为85.8 nm,AlCrN涂层为175 nm,AlCrN涂层与TiC基体表面相对平整,阴极离子镀对表面粗糙度影响较小;AlCrN涂层表面高度值相对分散,支承系数大;AlCrN涂层平均颗粒直径1432 nm,而TiC基体为1460 nm,根据Hall-Petch关系,AlCrN涂层的显微硬度远远高于TiC基体的显微硬度;AlCrN涂层和TiC基体功率谱分布无规律,材料表面均表现为各向异性。

激光淬火对40CrNiMo高强度钢疲劳性能与断口形貌的影响

用CO2激光对40CrNiMo高强度钢表面进行淬火强化处理,进行了拉-拉疲劳对比试验,采用Locati法求出激光淬火前后试样的疲劳极限。通过电子扫描显微镜观察了疲劳断口形貌,分析了激光淬火对40CrNiMo疲劳强度的影响机理。结果表明,激光淬火后试样表面形成强化层、马氏体和残余压应力,使40CrNiMo疲劳强度明显增加,由调质处理时的626MPa提高到715MPa,疲劳强度提高了14.2%。调质处理试样疲劳裂纹源萌生在试样表层,而激光淬火后试样疲劳裂纹源萌生于试样次表层,其扩展至断裂的过程较为缓慢。晶粒细化和残余压应力是疲劳强度提高的主要机制。