強流脈沖電子束作用下40Cr表面性能的研究.pdf

1、經(jīng)脈沖電子束處理后的材料表面得到凈化,表層晶粒細化,綜合性能得到提升。但經(jīng)電子束處理的材料表面會出現(xiàn)熔坑形貌,對表面粗糙度有顯著影響。齒輪的精度加工等級規(guī)定在7級精度齒面粗糙度要求為1.6μm,齒根粗糙度要求為3.2μm,因此不同精度等級的零件在經(jīng)過電子束照射后,表面粗糙度的變化趨勢成為影響其是否合格的重要指標,所以開展這方面的研究對更好地認識 HCPEB工作機理,改性效果以及應用前景至關(guān)重要。
　　本課題源自國家自然科學基金資助

2、項目“齒輪表面非晶化工藝與性能研究”(編號:50775229)、重慶市自然科學基金重點項目“模具表面電子束加工工藝及性能研究”(編號:2008BA3014)的一部分。課題主要目的是研究不同初始表面狀態(tài)下的常用齒輪材料40Cr,經(jīng)強流脈沖電子束改性后,材料表面形貌及性能隨脈沖電子束加工工藝參數(shù)的變化趨勢。主要工作內(nèi)容包括:
　　(1)利用ANSYS有限元軟件對脈沖電子束表面改性過程進行溫度場數(shù)值模擬分析。模擬分析材料表面改性過程中溫

3、度場分布、開始熔化時間、熔化層厚度以及熱影響區(qū)范圍。
　　(2)強流脈沖電子束處理不同表面粗糙度的40Cr試樣,分別利用體式顯微鏡、金相顯微鏡和掃描電鏡,對原始和不同電子束照射次數(shù)下的試樣表面組織結(jié)構(gòu)進行觀察分析,從而得出在不同初始條件下電子束對材料表面組織結(jié)構(gòu)的影響。
　　(3)電子束處理不同表面粗糙度的40Cr試樣,對比分析試樣表面性能,如表面粗糙度、表面顯微硬度的變化,從而得出在不同初始條件下電子束對材料表面性能的影響

4、。
　　(4)電子束照射不同表面粗糙度40Cr試樣,分別對其進行極化腐蝕實驗,分析不同照射次數(shù)下極化腐蝕曲線的變化,通過自腐蝕電位以及腐蝕電流的變化,得出強流脈沖電子束對40Cr材料耐蝕性能的影響。
　　(5)對比原始與不同電子束照射次數(shù)下的試樣,進行摩擦磨損實驗,分析實驗結(jié)果,從試樣的截面硬度、磨痕形貌、磨損體積、摩擦系數(shù)變化趨勢確定脈沖電子束表面對40Cr耐磨性能的影響。
　　本文對不同表面粗糙度的齒輪常用材料40