滾動軸承激光表面強化改性與微織構固體潤滑復合技術研究.pdf

1、隨著現代工業(yè)技術的發(fā)展，對滾動軸承適應苛刻工況的能力提出了越來越高的要求，流體潤滑已經難以充分發(fā)揮潤滑作用。而日益發(fā)展的微織構固體潤滑技術為解決滾動軸承在特殊工況下的潤滑問題提供了一種新的方法。本文通過激光表面淬火處理、激光微織構技術與復合固體潤滑劑自潤滑技術相結合，開展了滾動摩擦副的摩擦特性研究。
　　首先，本文將圓柱滾子軸承作為研究對象，將其接觸結構簡化為夾在兩個半空間之間的無限長圓柱體的接觸問題，在光滑表面沿素線相互接觸時的

2、趨近量的基礎上，針對滾動軸承固體潤滑織構表面的結構特點，結合Voigt模型推導了固體潤滑織構表面的等效彈性模量和等效泊松比公式，進而推導了固體潤滑織構表面沿素線相互接觸時的趨近量的計算公式。然后，本文利用光纖激光器分別對45＃鋼和軸承鋼(GCr15)表面進行激光淬火工藝試驗研究，著重考察了激光掃描速度、激光功率對淬硬層寬度和深度的影響，結合現代檢測手段對激光淬火處理后的顯微組織形貌、硬度及其分布進行分析。利用二極管泵浦Nd∶ YAG激光

3、加工機對軸承鋼進行激光微織構工藝試驗?？疾炝思す忸^到工件表面距離、脈沖重復次數及泵浦電流對微凹腔深度和直徑的影響規(guī)律。提出微織構表面固體潤滑劑的“超聲波-熱壓”填充工藝，通過三維形貌儀的觀測，與現有工藝的填充效果進行比較，實現了微織構固體潤滑劑的有效填充。采用較佳的工藝參數在滾動軸承內圈滾動表面進行激光織構化，并填充固體潤滑劑，考察填充效果。采用正交分析的方法，以摩擦系數為評價指標，優(yōu)化了復合固體潤滑劑的配方。通過SPSS統(tǒng)計分析求得非

4、線性回歸方程。利用摩擦磨損試驗機考察了織構面復合固體潤滑劑的摩擦性能，并與微織構干摩擦做了對比，研究了載荷和轉速對摩擦系數的影響規(guī)律。
　　研究結果表明:激光淬火功率越大、掃描速度越低，淬硬層的寬度和深度就越大;淬硬層組織為針狀馬氏體，軸承鋼激光淬火后的硬度比常規(guī)淬火提高了21％左右。隨著激光頭到工件表面距離的增大，微凹腔的深度與直徑先增大后減小;隨著脈沖重復次數的增加，微凹腔深度幾乎呈線性增長，而直徑略有下降;隨著激光器泵浦電流