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关键金属构件滚压强化技术概述

来源:http://www.sxggb.net/news457303.html 发布时间:2016-6-30 0:00:00

问题来源

疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一,在机械零件失效中, 约有60 %以上属于疲劳破坏,内燃机的曲轴、列车的车轴、汽车的板簧等零件在工作中持续承受循环载荷, 时间一长, 零件的工作表面常常会产生疲劳裂纹, 裂纹逐渐扩展。最终导致零件的疲劳失效,且破坏前没有明显变形,疲劳破坏常常会造成重大事故。


滚压强化技术

表面滚压是用硬质、光滑的滚轮、滚柱或滚珠在零件表面滚动的同时向表面施加一定压力的过程。经过滚压后,材料弹性恢复并留下塑性变形部分,零件表面变得光滑而坚硬, 同时表层产生残留压缩应力。表面滚压对金属零件的强化作用主要体现在降低表面粗糙度、提高表面硬度、在表层产生残留压应力;此外, 还能提高零件的耐应力腐蚀性。

滚压强化机理

在滚压过程中金属材料的表层及亚表层发生剧烈的塑性形变具有细化晶粒的作用通过用光滑滚轮进行滚压可以减小零件表面粗糙度。滚压可以使材料表面裂纹愈合,同时可以引入残余压应力。

滚压强化技术优势

表面滚压是一种表面形变强化工艺, 它只改变材料的物理状态,并不改变材料的化学成分;表面滚压采用的工具和工艺比较简单,具有效率高、强化效果显著的特点;表面滚压作为一种塑性精加工工艺,可替代传统的磨削、研磨、抛光等工序, 作为工件的最终加工工艺;表面滚压加工不产生废屑、废液,有利于节能环保,符合绿色制造的新理念。

滚压强化工具

按施加载荷的特点,滚压工具可分为刚性滚压工具和弹性滚压工具。滚压工具的关键零件:滚轮、滚柱或滚珠。常用材料有:GCr15CrWMnCr125CrNiMo9SiCr、高速钢(W18Cr4VW9CrV2)、碳素工具钢(T10AT12A)等,材料热处理硬度范围: 58 -66 HRC,有时也采用也有采用硬质合金和红宝石材料。


滚压强化技术效果

普通冷滚压工艺可将零件表面粗糙度从Ra 2.5-10 μm减小到Ra 0.04 -0.8 μm;表面硬度可提高5%-50%, 硬化层深度可达0.5-1.5 mm,耐磨性可提高15%;经过滚压后,可消除零件表面在车削、磨削等工序中产生的有害拉应力,并产生对表面性能有利的压应力。球铁曲轴经过圆角滚压后,寿命可提高120 %-300 %;锻钢曲轴经过圆角滚压后,寿命可提高70 %-150 %


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