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M2高速钢齿轮切割机激光表面强化实验研究

发布时间:2021-04-15人气:

M2高速钢齿轮切割机激光表面强化实验研究

激光回火是激光热处理中的一种新工艺,是最早,最先进,最快,应用最广泛的一种方法。它是高能表面强化技术中的领先方法,适用于大多数材料。可以提高零件的耐磨性和抗疲劳性,国外一些工业部门将此技术作为保证产品质量的手段。然而,在齿轮切削工具方面,很少报道激光表面热处理的结果。不同的研究人员对高速钢的激光冷却机理有不同的看法,甚至彼此矛盾。为提高高速钢齿轮刀具的耐磨性和使用寿命而进行的激光表面强化和齿轮刀具的应用研究,具有重要的理论意义和实用价值。这项研究使用W6Mo5Cr4V2齿轮整形刀具,指状齿轮铣刀,非自愿凹槽拉刀,圆柱铣刀和市售的白钢刀片,这些刀片已经塌陷或达到了重新锐化的极限,无法制作样品。研究了570C时的一次回火。研究了激光冷却和熔化工艺参数对W6Mo5Cr4V2钢表面质量的影响,包括对成形质量,表面平整度和表面粗糙度的影响,以过滤和优化W6Mo5Cr4V2钢的合理参数。激光冷却和熔化过程。研究了单次激光熔化和冷却对W6Mo5Cr4V2钢洛氏硬度表面的影响,以确定在激光冷却和熔化过程的不同参数下表面强化的影响。显微硬度计用于测量W6Mo5Cr4V2钢表面激光加热层的显微硬度,调整硬度曲线并建立数学模型,为制定齿轮工具精磨的各种公差提供可靠的依据。利用SEM和辅助EDS对样品加热层进行了层压,并讨论了在激光熔化,淬火和回火过程中每一层的微观结构的形成和变化。

具体结果如下:

(1)W6Mo5Cr4V2钢的激光淬火和淬火工艺参数不同,淬火可以获得不同的表面硬度。回火后,有明显的二次硬化作用,样品表面的洛氏硬度明显高于原始硬度。从强化效果和工艺稳定性的角度出发,不建议仅使用激光熔化和冷却来达到强化的目的。

(2)在合理的激光工艺参数下,样品的表面平整度Ry值稳定在18-25m之间,表面粗糙度参数值Ra稳定在1.7-2.9m之间,有利于控制细磨公差。

(3)二次淬火+激光增强M2高速钢激光加热层的组织可以从外到内分为5个区域,即熔化区,微熔区,相变硬化区,软化区。回火区和回火不足区在着火区中,每个区域基本上都分布在同心圆中。这5个区域分别从外到内分别对应于等轴晶体和枝晶,粗等轴晶体和细等轴晶体,马氏体+残余奥氏体+未熔碳化物,回火山梨醇和略回火山梨醇。软化的基体结构与显微硬度具有良好的对应关系。 (4)由W6Mo5Cr4V2钢合金中的Cr,W,Mo,V和碳等元素形成的W2C,MoC,Cr23C6,Fe3W3C,Fe4W2C形式的碳化物具有较高的硬度。它们在回火过程中分散并沉淀,从而产生二次硬化效果。上部熔合区细枝晶的细化强化作用是明显的。在树枝状晶体之间原位形成更多的碳化物和铬,钼,钨和钒的氧化物,并出现显微硬度峰值**,这是理想的齿轮,刀具的切削刃应位于该区域。 (5)切齿刀的合理熔化和冷却表面应为侧壁表面和侧壁表面。激光切割并关闭齿轮成型机刀具时,必须采用补偿技术并控制齿轮成型机刀具旋转的角速度。齿轮滚刀应采用分束螺旋扫掠。本文回顾了激光熔合和冷却过程中齿轮刀具的位移。

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