基于滾輪浸漬裂紋的失效機制分析及磨削工藝優(yōu)化.pdf

1、滾輪是保障船用柴油機配氣機構(gòu)正常運行的關(guān)鍵零部之一，大型船用柴油機由于工況惡劣和潤滑困難，多選用GCr15軸承鋼材料經(jīng)粗加工→熱處理→磨削→浸漬處理等工藝過程生產(chǎn)制造。由于熱處理后的GCr15軸承鋼具有強度與硬度較高、塑性與韌性較差的特點，在后續(xù)加工中容易出現(xiàn)微裂紋，既耽誤生產(chǎn)、又浪費資源，嚴(yán)重的會造成重大經(jīng)濟損失。因此分析滾輪加工中出現(xiàn)的裂紋的失效機制，對產(chǎn)生較大殘余應(yīng)力的磨削工藝進行低應(yīng)力工藝優(yōu)化，使得工藝編制人員編制滾輪磨削工藝參

2、數(shù)時有章可循、減小滾輪裂紋的產(chǎn)生概率，對提高船舶柴油機配氣機構(gòu)安全運行具有重要意義。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）以某一型號船舶柴油機滾輪為例，通過其滾輪端面裂紋失效處元素含量測定、金相組織觀測、顯微硬度測量分析等手段，分析滾輪失效機制。結(jié)果表明，在滾輪生產(chǎn)周期縮短的加工過程中，滾輪熱處理殘余應(yīng)力和磨削工藝殘余應(yīng)力未充分釋放，而是產(chǎn)生疊加，在浸漬處理時發(fā)生應(yīng)力腐蝕引起裂紋。
　　（2）針對熱處理工藝，采用 SYSWELD

3、有限元軟件進行殘余應(yīng)力仿真分析，得到無材料缺陷滾輪熱處理后殘余應(yīng)力分布圖；研究磨削加工工藝，采用 ANSYS有限元軟件對滾輪進行溫度和殘余應(yīng)力仿真，得到磨削溫度分布狀態(tài)及磨削殘余應(yīng)力隨磨削工藝參數(shù)的變化趨勢；采用 Deform軟件進行單粒磨削仿真，得到磨削溫度、磨削力隨磨削負(fù)前角變化趨勢，從而為低應(yīng)力磨削工藝優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。
　　（3）采用不同的磨削工藝對試樣進行磨削加工，對磨削后試樣采用共聚焦掃描顯微鏡、粗糙度測量儀進行表面形