滾珠絲杠表面感應(yīng)淬火工藝及摩擦磨損機(jī)理研究.pdf

1、滾珠絲杠實(shí)際運(yùn)行時(shí)會(huì)承受著沖擊、彎曲、扭轉(zhuǎn)、疲勞以及接觸區(qū)域承受著滾動(dòng)與滑動(dòng)的摩擦同時(shí)作用。通過對(duì)絲杠表面感應(yīng)淬火可使芯部保持足夠的強(qiáng)韌性，且表面擁有一定的硬度和耐磨性。滾珠絲杠的磨損失效機(jī)理受外部載荷、速度，材料微觀組織等因素的影響。本文主要研究了滾珠絲杠感應(yīng)淬火后的微觀組織、物相、顯微硬度和摩擦磨損行為，并探討了滾珠絲杠副實(shí)際運(yùn)行中的磨損失效機(jī)制。以期為滾珠絲杠在實(shí)際工況條件下的耐磨性，精度保持性提供理論和技術(shù)支持。
　　本文

2、通過使用雙匝感應(yīng)線圈并選擇50KW和56KW的電流功率對(duì)GCr15表面感應(yīng)淬火，分別選用單、雙匝線圈對(duì)S55C表面感應(yīng)淬火。表層組織馬氏體粗細(xì)、碳化物分布和殘余奧氏體含量都受到電流功率和線圈匝數(shù)的影響。對(duì)硬度分布和殘余奧氏體測(cè)試發(fā)現(xiàn)當(dāng)升高淬火功率和選用雙匝感應(yīng)線圈時(shí)都可以使表層硬化深度、殘余奧氏體含量增加。研究發(fā)現(xiàn)GCr15淬火硬化區(qū)表層沖擊斷口形貌呈現(xiàn)解理斷裂和韌性斷裂的混合特征形貌。
　　分別選擇20N、50N、80N載荷對(duì)G

3、Cr15淬火表層進(jìn)行低速(10mm/s)往復(fù)式(ball-on-flat)和高速（200rpm/min）銷盤旋轉(zhuǎn)(pin-on-disc)干摩擦測(cè)試，研究了摩擦系數(shù)隨時(shí)間變化、磨損表面形貌和磨屑形貌。發(fā)現(xiàn)摩擦系數(shù)隨著載荷的增加而降低，低載荷下主要發(fā)生輕微磨粒磨損，中載荷下主要發(fā)生磨粒磨損和輕微剝層磨損，高載荷下發(fā)生嚴(yán)重磨粒磨損和剝層磨損，高速高載下還發(fā)生嚴(yán)重的犁溝塑性變形和疲勞斷裂。同時(shí)對(duì)S55C淬火表層進(jìn)行低速往復(fù)式和高速銷盤旋轉(zhuǎn)干摩

4、擦測(cè)試，發(fā)現(xiàn)低速時(shí)表層發(fā)生嚴(yán)重的磨粒磨損和出現(xiàn)疲勞剝落坑，高速磨損時(shí)隨著載荷的增加由磨粒磨損轉(zhuǎn)化為剝層磨損和粘著磨損，在高速高載時(shí)表面發(fā)生大面積的塑性變形和形成許多明顯疲勞裂紋。
　　對(duì)失效的滾珠絲杠副進(jìn)行組織、硬度和磨損機(jī)理的分析，發(fā)現(xiàn)滾珠絲杠副在實(shí)際運(yùn)行過程中，絲杠表面多發(fā)生磨粒磨損、塑性變形和疲勞點(diǎn)蝕。疲勞點(diǎn)蝕是由于外界應(yīng)力和電化學(xué)反應(yīng)共同作用的結(jié)果。而螺母表面的磨損機(jī)理主要為魚鱗狀剝層和大的層片狀剝層磨損，疲勞裂紋可以從表