強(qiáng)流脈沖電子束齒輪表面改性研究.pdf

1、齒輪是機(jī)械裝備中的基礎(chǔ)部件,齒輪傳動(dòng)時(shí)的受力情況非常復(fù)雜,由此產(chǎn)生的失效形式多種多樣,因此需要齒輪具有高強(qiáng)度、高耐磨性以及耐蝕性等特點(diǎn)。隨著航天、航空、汽車等領(lǐng)域發(fā)展,進(jìn)一步要求齒輪具有大的傳動(dòng)比、高效率、低噪音、重量輕和尺寸小等特點(diǎn),提高齒輪的表面性能,延長齒輪的壽命受到人們廣泛關(guān)注。
　　延長齒輪的壽命除了從傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上優(yōu)化外,根本途徑是提高齒輪的制造精度和表面光整度。齒輪主要的失效形式是斷齒,斷齒是由于齒面的疲勞裂紋,而微裂紋

2、的形成與表面粗糙度有很大關(guān)系,如果齒輪表面性能優(yōu)越,同時(shí)芯部具有較高的強(qiáng)度和耐沖擊韌性,那么齒輪的壽命將大大延長。近年來,齒輪表面處理技術(shù)迅速發(fā)展,日益成熟的各種表面強(qiáng)化技術(shù)獲得了廣泛的應(yīng)用,主要包括滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲金屬、激光表面強(qiáng)化、熱噴涂以及復(fù)合表面處理等技術(shù)。
　　強(qiáng)流脈沖電子束(HCPEB)技術(shù)是一種新型高效的表面處理技術(shù),它具有高能量密度、高效率等特點(diǎn),可以直接、有效地改變或改善材料的表層組織、結(jié)構(gòu)和性能。本課題

3、來源于國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“齒輪表面非晶化工藝與性能研究”(編號(hào):50775229)的一部分。利用強(qiáng)流脈沖電子束處理齒輪材料,探索齒輪脈沖電子束加工優(yōu)化工藝,實(shí)現(xiàn)齒輪電子束表面改性,以獲得高強(qiáng)度、高韌性、耐磨耐蝕、長壽命的齒輪。主要工作內(nèi)容包括:(1)脈沖電子束表面改性過程溫度場數(shù)值模擬分析。利用ANSYS有限元軟件,模擬分析表面改性過程,給出電子束作用下表面溫度場分布、開始熔化時(shí)間、熔化層厚度以及熱影響區(qū)范圍。(2)強(qiáng)流脈沖電子束