40Cr表面電子束合金化工藝及性能研究.pdf

1、齒輪作為機械傳動中的一種廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)部件，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，對其表面綜合性能的要求也越來越苛刻，而40Cr材料作為一種應(yīng)用廣泛的常用齒輪材料，常規(guī)的熱處理方法已經(jīng)無法滿足其表面高強度和高精度的要求，正因為如此，新型的表面處理技術(shù)因其具有綠色環(huán)保、能量利用率高以及能使工件精度在不發(fā)生改變的情況下達到高的表面強度等特點而得到廣泛的研究和發(fā)展。
　　本課題來源于汽車零部件制造及檢測技術(shù)教育部重點實驗室開放基金課題“齒輪表面電

2、子束合金化工藝及滾動接觸疲勞性能研究”的一部分，選擇電鍍硬鉻為電子束合金化預(yù)涂層，試驗探討了電子束合金化處理對40Cr表面宏微觀組織結(jié)構(gòu)、微觀強化機理以及表面性能的影響，總結(jié)40Cr表面電子束合金化工藝參數(shù)與性能之間的關(guān)系規(guī)律，為獲得使齒輪表面綜合性能最佳的合金化工藝提供依據(jù)。本文根據(jù)預(yù)涂層厚度與電子束照射引起的熔化層深度之間關(guān)系，設(shè)計兩種試驗方案，第一種為預(yù)涂層厚度大于熔化層深度試驗方案，第二種為預(yù)涂層厚度小于熔化層深度的正交試驗方案

3、。論文的主要工作有：
　?。?）利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡（SEM）、EDS能譜儀以及X-ray衍射儀等手段，通過對兩種工藝方案的對比分析，研究不同電子束合金化工藝參數(shù)處理對40Cr表面形貌及微觀組織結(jié)構(gòu)的影響；
　?。?）通過對兩種工藝方案處理的40Cr表面粗糙度、顯微硬度、耐磨及耐蝕性能等表面綜合性能的測試，分析不同電子束合金化工藝參數(shù)對材料表面性能的影響規(guī)律同時探討了其表面強化機理；
　　試驗結(jié)果表明：方案一處理后

4、試樣表面出現(xiàn)密集的網(wǎng)狀“溝渠”形貌和大量的微裂紋，而方案二處理試樣表面未出現(xiàn)“溝渠”形貌僅有微裂紋出現(xiàn)，當(dāng)正交試驗最優(yōu)工藝參數(shù)處理時微裂紋消失；相比原始40Cr試樣，方案一處理試樣表面硬度稍有提高，粗糙度增加，而方案二處理試樣表面表面硬度最大提高22％，粗糙度最大降低49%；方案二處理試樣合金化層深度達到8μm，并伴隨著新的殘余奧氏體相產(chǎn)生；方案二處理試樣的耐磨性能提高，磨損失重降低30.8%，但是由于大量的熔坑以及基體40Cr中的硫化