轴承套圈超声滚压加工表层晶粒细化研究

发布时间：2020-12-25 05:34

　　轴承是普遍应用于机械设施中的基础件产品,被誉为“工业的关节”,在现代工业和制造技术中占有重要地位,其表面性能和轴承的服役长久密不可分,也是整套机械装备可靠性的保证。轴承表面的性能与微观组织的变化息息相关,前者是后者的宏观反应。在传统滚挤压技术基础上发展而来的超声滚挤压技术,具有小摩擦力、细化晶粒、高效等众多优点,同时在轴承表面形成压应力。本文以轴承材料为研究对象,通过超声滚挤压加工工艺,研究了超声滚挤压工艺对工件表层晶粒细化的影响。基于超声滚挤压加工原理,对具有高层错能BCC结构的42CrMo钢表面的塑性变形基于位错理论进行晶粒细化机理的分析,试样经过4%硝酸酒精溶液腐蚀后观察微观组织的变化,发现原始粗大的微观结构变得细小而致密;经过饱和苦味酸的腐蚀后发现表面晶粒变得细小而均匀,从外向内晶粒尺寸逐渐变大接近基体晶粒大小,为后续的仿真与试验奠定理论基础。基于金属塑性成形规律,采用Defrom-2D软件建立42CrMo轴承套圈超声滚挤压有限元仿真模型,仿真了不同加工参数（频率、主轴转速、静压力、振幅）下轴承套圈表面层晶粒尺寸的变化情况,并分析不同工艺参数对套圈表层晶粒变化的影响规律。基于超... 

【文章来源】：河南科技大学河南省

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 轴承套圈表面强化技术
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 轴承套圈表面强化技术的研究现状
        1.3.2 晶粒细化的研究现状
    1.4 本文研究的主要内容
第2章 超声滚挤压加工42CrMo晶粒细化机理
    2.1 超声滚挤压加工表面细化层形成原理
    2.2 试验设备及操作流程
    2.3 位错基本理论
    2.4 细化层微观组织观察
    2.5 晶粒细化机制
    2.6 细化层晶粒尺寸的变化
    2.7 本章小结
第3章 超声滚挤压加工表层晶粒细化仿真分析
    3.1 有限元模拟方案
        3.1.1 仿真假设
        3.1.2 模拟流程
        3.1.3 模型建立
    3.2 仿真结果及分析
        3.2.1 不同频率下晶粒的变化
        3.2.2 不同静压力对晶粒的影响
        3.2.3 不同振幅对晶粒的影响
        3.2.4 不同转速对晶粒的影响
    3.3 本章小结
第4章 超声滚挤压晶粒细化试验
    4.1 超声滚挤压晶粒细化试验
        4.1.1 试验材料
        4.1.2 试验操作过程
    4.2 试验结果和分析
        4.2.1 静压力对表层晶粒尺寸的影响
        4.2.2 转速对表层晶粒尺寸的影响
        4.2.3 进给量对表层晶粒尺寸的影响
        4.2.4 振幅对表层晶粒尺寸的影响
        4.2.5 不同参数对表层晶粒尺寸的影响
    4.3 本章小结
第5章 超声滚压晶粒细化对表面性能的影响
    5.1 表面性能的表征方法
        5.1.1 表面粗糙度的测量方法及设备法
        5.1.2 表面硬度的测量方法及设备
        5.1.3 残余应力的分析方法及设备
    5.2 表面性能的表征结果
        5.2.1 表面粗糙度变化
        5.2.2 显微硬度的变化
        5.2.3 残余应力的变化
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果



本文编号：2937052