抛喷丸强化用碳素钢丝切丸的研究

发布时间：2017-09-08 10:16

  本文关键词：抛喷丸强化用碳素钢丝切丸的研究

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【摘要】：钢丝切丸是抛喷丸强化工艺最常用的金属磨料,广泛用于强化汽车、航空航天、机车、风电、工程机械等行业中承受交变应力作用的零部件,其内部无气孔、疏松、偏析等缺陷,粒度分布均匀,能在强化零部件表面的同时引入较大的残余压应力,可显著提高零部件的疲劳寿命。本论文对直径5.5mm的65钢盘条经拉丝、切割、钝化制成钢丝切丸产品的生产过程进行研究,重点分析讨论了钢丝的拉拔过程及拉拔后内部的组织转变,并研究了不同粒度45钢、65钢、72钢、82钢钢丝切丸的磨损、抛打等特性。用金相显微镜、维氏显微硬度计、万能拉伸试验机、碳硫分析仪及硅锰磷分析仪分别对不同粒度钢丝切丸的金相组织、硬度、抗拉强度、化学成分等技术指标进行测定,并用螺旋测微计测定钢丝拉拔过程中的直径变化,用ERVIN寿命试验机模拟抛喷丸强化用钢丝切丸的冲击磨损失效过程与抛打过程,用覆盖率标准样块对比评估试片表面覆盖率,用触针式粗糙度仪测定试片表面粗糙度,用扫描仪记录钢丝切丸磨损形貌的变化过程,用扫描电子显微镜观察不同磨损程度的钢丝切丸形貌。结果表明：钢丝拉拔过程中的道次减面率总体上呈逐渐减小趋势,其中第二道次的减面率最大；冷拔钢丝横截面上片状珠光体组织发生剧烈扭曲,晶粒显著细化,纵截面上先共析铁素体组织与珠光体组织协同变形,晶粒被显著拉长,珠光体片间距减小,并逐渐转向与拉拔方向一致,形成纤维状组织结构；钢丝切丸的冲击磨损失效过程可分为钝化阶段、稳定磨损阶、剧烈磨损阶段,三个阶段相应的主要磨损失效形式分别为粘着磨损、表层剥落和大块断裂；在相同含碳量下,从整个磨损失效过程来看,大粒度钢丝切丸的磨损速度比小粒度钢丝切丸较快,但大粒度钢丝切丸稳定磨损阶段的磨损速度比小粒度钢丝切丸较慢；在相同粒度下,钢丝切丸的含碳量越高,硬度越大,磨损速度越快；钢丝切丸经300℃、400℃、500℃退火后,强度、硬度降低,磨损速度比退火前减小,且随着退火温度的升高,磨损速度不断降低；在相同含碳量下,随着钢丝切丸粒度的增大,钢丝切丸抛打热轧钢试片达到100%覆盖率对应的抛打次数增加,但粒度增大的同时,钢丝切丸硬度降低,试片表面粗糙度并不随着钢丝切丸粒度的增大而增大,在一定的抛丸量下,存在一个能获得最小表面粗糙度的粒度；在相同粒度下,钢丝切丸的含碳量越高,抛打后试片表面的粗糙度越大,表面达到100%覆盖率对应的抛打次数越少。
【关键词】：钢丝切丸 磨损失效 粒度 覆盖率 粗糙度
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG668
【目录】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 抛喷丸强化工艺13-14
• 1.2 抛喷丸强化设备14-15
• 1.3 抛喷丸强化技术参数15-17
• 1.3.1 表面覆盖率15-16
• 1.3.2 表面粗糙度16-17
• 1.4 抛喷丸强化介质17-20
• 1.4.1 钢丝切丸的性能及应用18-19
• 1.4.2 钢丝切丸的冲击磨损19-20
• 1.5 课题研究的内容及目的20-23
• 第二章 试验材料及方法23-29
• 2.1 试验材料23-25
• 2.2 试验方法25-29
• 2.2.1 化学成分测定25
• 2.2.2 金相观察25
• 2.2.3 硬度测定25-26
• 2.2.4 冲击磨损试验26
• 2.2.5 冲击抛打试验26
• 2.2.6 表面覆盖率测定26-27
• 2.2.7 表面粗糙度测定27
• 2.2.8 热处理试验27-28
• 2.2.9 抗拉强度测定28
• 2.2.10 钢丝直径测量28-29
• 第三章 钢丝切丸的生产过程29-43
• 3.1 65钢钢丝的拉拔29-36
• 3.1.1 机械除鳞29
• 3.1.2 磷化29-30
• 3.1.3 钢丝的粗拉和细拉30-34
• 3.1.4 钢丝拉拔的组织转变34-36
• 3.2 65钢钢丝的切割36-38
• 3.3 65钢钢丝切丸的钝化38-40
• 3.4 65钢钢丝切丸的选圆和包装40-41
• 3.5 本章小结41-43
• 第四章 试验结果与分析43-71
• 4.1 钢丝切丸磨损失效过程43-53
• 4.1.1 钝化阶段45-46
• 4.1.2 稳定磨损阶段46-50
• 4.1.3 剧烈磨损阶段50-53
• 4.2 粒度对磨损失效过程的影响53-56
• 4.3 含碳量对磨损失效过程的影响56-58
• 4.4 热处理对磨损失效过程的影响58-63
• 4.5 粒度对覆盖率和粗糙度的影响63-65
• 4.6 含碳量对覆盖率和粗糙度的影响65-68
• 4.7 本章小结68-71
• 第五章 结论71-73
• 参考文献73-79
• 致谢79-81
• 攻读硕士期间发表的学术论文目录81-82
• 学位论文评阅及答辩情况表82

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本文编号：813434