滾珠絲杠表面感應(yīng)淬火工藝及摩擦磨損機理研究.pdf

1、滾珠絲杠實際運行時會承受著沖擊、彎曲、扭轉(zhuǎn)、疲勞以及接觸區(qū)域承受著滾動與滑動的摩擦同時作用。通過對絲杠表面感應(yīng)淬火可使芯部保持足夠的強韌性，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際運行中的磨損失效機制。以期為滾珠絲杠在實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GCr15表面感應(yīng)淬火，分別選用單、雙匝線圈對S55C表面感應(yīng)淬火。表層組織馬氏體粗細、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。對硬度分布和殘余奧氏體測試發(fā)現(xiàn)當升高淬火功率和選用雙匝感應(yīng)線圈時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G

3、Cr15淬火表層進行低速(10mm/s)往復(fù)式(ball-on-flat)和高速（200rpm/min）銷盤旋轉(zhuǎn)(pin-on-disc)干摩擦測試，研究了摩擦系數(shù)隨時間變化、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)生嚴重磨粒磨損和剝層磨損，高速高載下還發(fā)生嚴重的犁溝塑性變形和疲勞斷裂。同時對S55C淬火表層進行低速往復(fù)式和高速銷盤旋轉(zhuǎn)干摩

4、擦測試，發(fā)現(xiàn)低速時表層發(fā)生嚴重的磨粒磨損和出現(xiàn)疲勞剝落坑，高速磨損時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。
　　對失效的滾珠絲杠副進行組織、硬度和磨損機理的分析，發(fā)現(xiàn)滾珠絲杠副在實際運行過程中，絲杠表面多發(fā)生磨粒磨損、塑性變形和疲勞點蝕。疲勞點蝕是由于外界應(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