鐵路重載貨車(chē)軸承套圈熱處理工藝模擬及優(yōu)化研究.pdf

1、軸承是用于支承軸頸部和軸上的回轉(zhuǎn)零件的部件，廣泛應(yīng)用在機(jī)械工業(yè)中，被稱(chēng)為“機(jī)械的關(guān)節(jié)”。隨著中國(guó)高速重載鐵路貨運(yùn)的快速發(fā)展，大力研發(fā)高性能的鐵路軸承已是勢(shì)在必行。鐵路軸承在使用過(guò)程中受到擠壓和摩擦載荷的周期性作用，要求它既要有較好的耐磨性，又必須有一定的韌性和較高的接觸疲勞壽命，這對(duì)材料選擇、熱處理工藝都提出了很高的要求。
　　本文主要針對(duì)30噸軸重鐵路貨車(chē)軸承套圈，從研究開(kāi)發(fā)新的熱處理技術(shù)的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)非均勻壁厚軸承套圈硬度

2、梯度的控制，保證其組織穩(wěn)定性和硬度均勻性，并提高套圈表面硬度，使軸承套圈具有良好的耐磨性能和疲勞壽命，滿(mǎn)足大軸重鐵路貨車(chē)滾動(dòng)軸承的使用要求。
　　本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要，運(yùn)用模擬結(jié)合實(shí)驗(yàn)的手段，對(duì)由滲碳軸承鋼G20CrNi2MoA制成的大軸重軸承套圈的化學(xué)成分、表面硬度、滲碳層深度和表面與心部組織等進(jìn)行了較為深入的研究，分析現(xiàn)有熱處理工藝存在的問(wèn)題。結(jié)果表明，試塊化學(xué)成分合格，組織分布合理且等級(jí)合格，滲碳層深度符合國(guó)標(biāo)規(guī)定但數(shù)值偏大

3、，表面硬度偏低且在局部出現(xiàn)軟點(diǎn)。利用DEFORM軟件模擬軸承套圈熱處理過(guò)程中的溫度場(chǎng)分布，熱處理后的碳原子、硬度、組織分布，以及殘余應(yīng)力的分布等情況。結(jié)果顯示，表面含碳量等模擬結(jié)果與實(shí)際情況一致。在軸承套圈表面中間部位出現(xiàn)數(shù)量不等的非馬氏體組織，并出現(xiàn)不同程度的淬火軟點(diǎn)，與實(shí)際檢測(cè)結(jié)果相符。
　　應(yīng)用上述有限元模型，模擬了兩次淬火階段使用不同換熱系數(shù)的淬火介質(zhì)時(shí)，軸承套圈硬度、組織及應(yīng)力分布的情況，將兩個(gè)模擬結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩次