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非调质钢的磨削强化试验

非调质钢的磨削强化试验

韩正铜!

张宁菊"

(!中国矿业大学机电学院,江苏徐州!!"$$%;"无锡科技职业学院)

要:磨削强化处理技术是利用磨削热替代高、中频感应淬火热源对钢件表层进行强化处理,将磨削加工

与表面强化合为一体。对非调质钢进行磨削强化开展研究,通过变切深和变进给磨削强化试验,研究强化层深度的变化规律,对试件的金相组织进行分析。研究表明非调质钢磨削强化是可行的。

关键词:磨削强化

淬火

表面强化

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()*+,%-#:)0-&M4,-6+,>5/,,7;1;2->2-.;54;8:6,’:;>,-2-.国家技术监督局于"QQR年发布了“1STH"RU"!&"QQR非调质机械结构钢”标准,将“非调质机械结构H2、)P钢”定义为:在中碳钢中添加微量合金元素(I、和)等),通过控温轧制(锻制)、控温冷却、在铁素体和珠光体中弥散析出碳(氮)化合物强化相,使之在轧制(锻制)后不经调质处理,即可获得碳素结构钢或合金结构钢经调质热处理后所能达到的力学性能的钢种。

这类钢种现在还处于一个新型节能钢种的成长期。目前已经得到应用和正在开发的该类钢种,已超出了上述定义的范围。例如,具有贝氏体组织的非调质钢已得到较广泛的应用,具有低碳马氏体组织的非调质钢也已进入工业试用的阶段。其使用范围已从机械结构钢扩展到其他领域,如微合金非调质模具用钢等。因此,目前尚不能给出该类钢种的确切定义。从广义来说,在制造和应用过程中,通过采用微合金化、控制轧制(控锻)和控制冷却等强、韧化方法,取消调质热处理,而能达到或接近调质钢性能的优质钢,均可称为“微合金非调质钢”,简称“非调质钢”。

非调质钢具有良好的力学性能和工艺性能。在硬

度相同的情况下,具有铁素体—珠光体组织的非调质钢,其切削加工性能比具有索氏体组织的调质钢好。而且非调质钢的表层与心部硬度大致一样,切削加工性好。非调质钢具有良好的高、中频感应加热淬火特性。与同等强度级别调质钢相比,在同样氮化和软氮化工艺条件下,非调质钢的渗层可得到更高的硬度和更深的渗层深度,而氮化处理后,心部硬度并不降低。

.钢磨削淬硬表面强化及其特点

我国非调质钢经过近!$年的研究和开发,目前已

有V$W的汽车曲轴采用非调质钢制造,并呈现出快速增长的态势。非调质钢曲轴的制造虽然摆脱了调质热处理工序,但曲轴轴颈的表面强化处理,仍采用传统的高频或中频感应加热淬火。迫切希望非调质钢的表面强化能在机械加工过程中自然形成,从而使非调质钢结构钢件彻底摆脱热处理工序。近十几年来,国外有关学者进行许多基础性研究,企图主动有效地控制磨削工艺条件,利用磨削热对工件表层进行热处理,以改善工件表层材料性能,初步形成了磨削淬硬表面强化技术。其特点如下:

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