42CrMo鋼磨削淬火及仿真研究.pdf

1、磨削淬火實(shí)現(xiàn)了在磨削過程中的表面淬火，是一種綠色環(huán)保的加工方法.磨削淬火效果受諸多因素影響，尋求其磨削淬火的規(guī)律和提高磨削淬火性能的途徑對(duì)該方法在工程上的應(yīng)用具有非常重要的理論研究和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值.
　　以工業(yè)上廣泛應(yīng)用的42CrMo鋼為實(shí)驗(yàn)材料，在MM7132平面磨床上進(jìn)行磨削實(shí)驗(yàn).從磨削深度、磨削速度、砂輪粒度、冷卻方式等方面研究磨削淬火的規(guī)律.采用SSX-50型掃描電鏡、XJG-04型光學(xué)顯微鏡和F20型透射電子顯微鏡觀察磨削

2、試樣的組織;用HVS-10顯微硬度計(jì)測(cè)試試樣的硬度，在ML-100型磨粒磨損試驗(yàn)機(jī)和M-200型粘著磨損試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試試樣的耐磨性;利用TR110袖珍便攜式表面粗糙度測(cè)試儀測(cè)試磨削淬火后試樣的表面粗糙度.用ANSYS軟件模擬了磨削淬火試樣的溫度場(chǎng)和不同淬火方式典型零件的應(yīng)變場(chǎng).
　　(1)試樣磨削后，由磨削表面向試樣心部可以分為完全淬硬區(qū)、過渡區(qū)和基體三個(gè)區(qū)，完全淬硬區(qū)的組織是由板條馬氏體和針狀馬氏體組成的混合型馬氏體組織，過渡區(qū)的

3、組織由馬氏體和其它原始基體組織組成，越靠近心部馬氏體含量越少.
　　(2)隨著磨削深度的增加，完全淬硬區(qū)的馬氏體組織從磨削表面向深度方向呈現(xiàn)“細(xì)—粗—細(xì)”的變化規(guī)律，試樣表面的顯微硬度和淬硬層厚度增加;隨著磨削速度的增加，試樣的組織變細(xì)，表面的顯微硬度和淬硬層厚度都在增加;在磨削總量相同的情況下，多次往復(fù)磨削可以細(xì)化磨削組織，提高表面的顯微硬度和淬硬層厚度;調(diào)質(zhì)態(tài)、退火態(tài)和正火態(tài)的試樣經(jīng)磨削后都獲得了板條狀的馬氏體組織，淬硬層的顯

4、微硬度差別不大，而淬硬層厚度略有變化，按正火態(tài)、調(diào)質(zhì)態(tài)、退火態(tài)的順序依次減小;增加砂輪粒度可以細(xì)化磨削組織，提高表面的顯微硬度和淬硬層厚度;試樣高徑比對(duì)磨削有一定影響，當(dāng)高徑比小時(shí)，干磨得到的馬氏體比濕磨時(shí)細(xì)小，當(dāng)高徑比增加到一定程度時(shí)，干磨不能完全使試樣表面淬火，而高徑比對(duì)濕磨的影響不大.
　　(3)與水冷磨削淬火相比，液氮磨削淬火可以使馬氏體組織更細(xì)小，淬硬層厚度增大、硬度和耐磨性提高;液氮磨削淬火后進(jìn)行深冷處理，組織更加細(xì)化

5、，耐磨性得到了進(jìn)一步的提高.
　　(4)仿真結(jié)果表明，在磨削加工的表面不同位置相同深度處的溫度最高值不同，在磨削參數(shù)不變的情況下，隨著磨削的進(jìn)行，試樣達(dá)到奧氏體化溫度的區(qū)域增加，淬硬層增加，這與磨削試驗(yàn)獲得的規(guī)律一致;與淬火前的應(yīng)變相比，經(jīng)中頻淬火、高頻淬火和磨削淬火后，齒條應(yīng)變分別降低了27.3％、22.3％和43.5％;齒輪應(yīng)變分別降低了31.3％、26.5％和46.6％;活塞應(yīng)變分別降低了27.3％、22.2％和43.4％.