渗碳淬硬20CrMnTi低应力磨削研究

摘要

20CrMnTi在渗碳淬硬之后表面具有高硬度和耐磨性,而芯部仍保留了低碳钢的强度和韧性,已成为了我国齿轮用钢的主体钢种。然而,对于最终的磨齿加工,常常使磨削表面存在较大残余应力,甚至是拉应力,从而严重影响了齿轮的抗疲劳性能和使用寿命。低应力磨削能使加工表面呈现较低的残余压应力状态,因而可以很好地解决此类问题。
　　本课题以实现渗碳淬硬20CrMnTi的低应力磨削为研究目标,通过对磨削残余应力产生机理和国内外学者相关研究现状的总结和分析,发现最终磨削残余应力的性质和大小与磨削力、磨削比能和磨削温度之间有着密切的关系。在此基础上,本文开展磨削试验,探索磨削用量与磨削力、磨削比能和磨削温度之间的关系,进而有效控制磨削残余应力,实现低应力磨削。
　　在整个研究过程当中,具体完成的工作如下:
　　(1)采用单层钎焊CBN砂轮和目前实际生产中磨齿加工常用的白刚玉砂轮进行渗碳淬硬20CrMnTi的磨削对比试验,发现在同样的材料去除率下,CBN砂轮可以有效地降低磨削力、磨削比能和磨削温度,更具有实现低应力磨削的潜能。
　　(2)采用单层钎焊CBN砂轮开展渗碳淬硬20CrMnTi的磨削试验,着重探讨磨削用量对磨削力、磨削比能和磨削温度影响规律,从而为渗碳淬硬20CrMnTi的低应力磨削工艺的得出提供指导。
　　(3)采用X射线衍射法对磨削表面残余应力进行了测量,揭示了磨削用量对残余应力的影响规律。然后对低应力磨削表面完整性进行检测,通过表面微观形貌和粗糙度、表层金相组织和显微硬度的观测,综合评价低应力磨削工艺,从而得出了渗碳淬硬20CrMnTi的低应力磨削的推荐工艺。

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注释表

第一章 绪论

1.1 20CrMnTi的材料性能及其磨削加工特点

1.2 磨削残余应力

1.3 课题的研究思路

1.4 课题拟开展的主要工作

第二章 渗碳淬硬20CrMnTi低应力磨削砂轮的优选

2.1试验条件

2.2 磨削力的测量

2.3 磨削温度的测量

2.4低应力磨削砂轮优选试验

2.5 本章小结

第三章CBN砂轮磨削渗碳淬硬20CrMnTi工艺试验

3.1试验条件

3.2 正交试验

3.3 单因素试验

3.4 本章小结

第四章 渗碳淬硬20CrMnTi低应力磨削表面完整性研究

4.1磨削表面残余应力的试验研究

4.2 低应力磨削表面微观形貌及粗糙度

4.3 低应力磨削表层微观组织

4.4 低应力磨削表层显微硬度

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文的主要结论

5.2 展望

参考文献

致谢

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