滾動軸承激光表面強化改性與微織構(gòu)固體潤滑復(fù)合技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對滾動軸承適應(yīng)苛刻工況的能力提出了越來越高的要求，流體潤滑已經(jīng)難以充分發(fā)揮潤滑作用。而日益發(fā)展的微織構(gòu)固體潤滑技術(shù)為解決滾動軸承在特殊工況下的潤滑問題提供了一種新的方法。本文通過激光表面淬火處理、激光微織構(gòu)技術(shù)與復(fù)合固體潤滑劑自潤滑技術(shù)相結(jié)合，開展了滾動摩擦副的摩擦特性研究。
　　首先，本文將圓柱滾子軸承作為研究對象，將其接觸結(jié)構(gòu)簡化為夾在兩個半空間之間的無限長圓柱體的接觸問題，在光滑表面沿素線相互接觸時的

2、趨近量的基礎(chǔ)上，針對滾動軸承固體潤滑織構(gòu)表面的結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合Voigt模型推導(dǎo)了固體潤滑織構(gòu)表面的等效彈性模量和等效泊松比公式，進而推導(dǎo)了固體潤滑織構(gòu)表面沿素線相互接觸時的趨近量的計算公式。然后，本文利用光纖激光器分別對45＃鋼和軸承鋼(GCr15)表面進行激光淬火工藝試驗研究，著重考察了激光掃描速度、激光功率對淬硬層寬度和深度的影響，結(jié)合現(xiàn)代檢測手段對激光淬火處理后的顯微組織形貌、硬度及其分布進行分析。利用二極管泵浦Nd∶ YAG激光

3、加工機對軸承鋼進行激光微織構(gòu)工藝試驗?？疾炝思す忸^到工件表面距離、脈沖重復(fù)次數(shù)及泵浦電流對微凹腔深度和直徑的影響規(guī)律。提出微織構(gòu)表面固體潤滑劑的“超聲波-熱壓”填充工藝，通過三維形貌儀的觀測，與現(xiàn)有工藝的填充效果進行比較，實現(xiàn)了微織構(gòu)固體潤滑劑的有效填充。采用較佳的工藝參數(shù)在滾動軸承內(nèi)圈滾動表面進行激光織構(gòu)化，并填充固體潤滑劑，考察填充效果。采用正交分析的方法，以摩擦系數(shù)為評價指標(biāo)，優(yōu)化了復(fù)合固體潤滑劑的配方。通過SPSS統(tǒng)計分析求得非

4、線性回歸方程。利用摩擦磨損試驗機考察了織構(gòu)面復(fù)合固體潤滑劑的摩擦性能，并與微織構(gòu)干摩擦做了對比，研究了載荷和轉(zhuǎn)速對摩擦系數(shù)的影響規(guī)律。
　　研究結(jié)果表明:激光淬火功率越大、掃描速度越低，淬硬層的寬度和深度就越大;淬硬層組織為針狀馬氏體，軸承鋼激光淬火后的硬度比常規(guī)淬火提高了21％左右。隨著激光頭到工件表面距離的增大，微凹腔的深度與直徑先增大后減小;隨著脈沖重復(fù)次數(shù)的增加，微凹腔深度幾乎呈線性增長，而直徑略有下降;隨著激光器泵浦電流