脈沖磁化與等離子體滲氮復(fù)合工藝及其數(shù)值模擬.pdf

1、離子氮化技術(shù)已在工業(yè)中廣泛運(yùn)用，在表面處理行業(yè)中具有廣闊的前景。隨著對(duì)材料表面性能要求越來越苛刻，離子氮化工作人員的處理經(jīng)驗(yàn)和氮化層的質(zhì)量卻制約著離子氮化的發(fā)展。與此同時(shí)，因中碳鋼材料滲氮層淺，滲氮后表面硬度提高不顯著，在實(shí)際生產(chǎn)中，中碳鋼很少用離子氮化作表面處理。離子滲氮在中碳鋼領(lǐng)域沒有特別進(jìn)展，中碳鋼多采用高頻淬火等方式強(qiáng)化表面。
　　為了解決上述問題，提出脈沖磁化與等離子滲氮復(fù)合技術(shù)方案，對(duì)45鋼進(jìn)行新復(fù)合工藝實(shí)驗(yàn)研究，進(jìn)一

2、步改善中碳鋼表面的耐磨性與耐久性;并將ANSYS有限元分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入復(fù)合工藝參數(shù)設(shè)計(jì)中，為實(shí)現(xiàn)數(shù)字智能化離子滲氮處理打下基礎(chǔ)。
　　首先建立BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，獲得離子滲氮工藝所需的溫度、時(shí)間和氨氣流量;其次利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)滲氮爐進(jìn)行熱分析和氨氣流場(chǎng)分析確定滲氮樣品的在爐內(nèi)的擺放位置;制作一臺(tái)適用的脈沖磁化裝置，對(duì)一批45鋼試件進(jìn)行100周次脈沖磁化處理;再將未進(jìn)行脈沖磁化處理的與脈沖磁化處理的45鋼試件同爐進(jìn)

3、行離子滲氮;利用金相顯微鏡，顯微硬度計(jì)，耐磨性測(cè)試儀對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，最后對(duì)比分析驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　通過ANSYS有限元分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)指導(dǎo)滲氮工藝參數(shù)設(shè)計(jì)，進(jìn)行離子滲氮處理后，實(shí)驗(yàn)所得滲層厚度與硬度與目標(biāo)值誤差在7％以內(nèi);經(jīng)復(fù)合工藝處理的試樣對(duì)比常規(guī)離子滲氮工藝的試樣，其表面硬度、滲層厚度和耐磨性都提高100％～150％左右。
　　脈沖磁化與等離子滲氮復(fù)合新工藝顯著提高了滲氮效果，彌補(bǔ)了中碳鋼常規(guī)離子滲氮的不足。首次