一、机车主动齿轮盐浴淬火减少磨削裂纹（论文文献综述）
王鑫[1]（2019）在《高速机车齿轮渗碳淬火工艺及其畸变的数值模拟研究》文中研究指明为了提高齿轮的承载能力、抗疲劳性能和使用寿命,渗碳淬火成为当今高性能硬齿面齿轮主导的热处理工艺方式。但由于高温工艺周期长,期间经历不同的温度变化和组织转变,产生复杂的热和组织应力,易于引起齿轮的畸变,严重影响齿轮的使用性能和制造成本。传统方法控制齿轮渗碳淬火畸变主要依赖于试验和经验,且由于影响畸变的因素众多,往往事倍功半、效果不佳和成本巨大,对齿轮畸变的控制成为渗碳淬火工艺最大的技术难点。本文利用数值模拟方法,根据渗碳淬火工艺的技术要求,在综合考虑温度、相变、应力等多场作用的同时,引入硬度场到模型中,将引起畸变的工艺过程、性能等主要因素与畸变相关联,建立了渗碳淬火工艺及其畸变的分析计算模型。首先为了实现齿轮淬火温度场的准确计算,利用冷却曲线和反传热法,计算出了齿轮淬火油和低温盐浴介质的换热系数。分析了含水量、温度和搅拌速度对盐浴换热系数的影响,得出随着含水量和搅拌速度的提高,换热系数呈增大趋势,而随着盐浴温度的升高,换热系数呈下降趋势;随着含水量、搅拌速度和盐浴温度的提高,增强了盐浴介质低温区域的冷却能力和速度。进而利用换热系数数据,耦合温度、相变和应力作用,建立了畸变试样渗碳油淬和盐浴分级淬火的畸变分析模型。利用畸变试样分析了齿轮材料的畸变特性,同时分是否考虑相变两种模型,将热和相变应变间接分开,分析了试样的畸变过程,然后利用正交试验量化了工艺参数对畸变的影响程度。结果表明,热应力引起的应变对试样畸变起主要作用,相变应变仅是次要因素。20CrNi2Mo材料的畸变倾向小于17CrNiMo6材料;渗碳温度、碳势和淬火温度对试样的畸变影响都较大;通过对畸变试样的油淬和盐浴分级淬火工艺的对比分析表明,盐浴淬火工艺具有高温冷却快、马氏体分级转变更充分,热和组织应力相对较小等特点,有利于对齿轮渗碳淬火畸变的减小和控制。在温度场计算的基础上,利用实验结果,USS-Atlas公式和JMatPro软件拟合出不同碳含量下的淬透性曲线,同时根据温度场结果,得到特定温度范围内的端淬冷却曲线,建立了计算渗碳淬火硬度的端淬曲线模型,再根据渗碳淬火工件的碳含量和冷却时间即可计算出其硬度值。应用该模型计算出17CrNiMo6和20CrNi2Mo渗碳端淬和齿形试样的硬度场,通过与试验实测对比,验证出模型具有较好的精度,最大误差小于12%。该模型不用进行相变模拟,具有较好的简便性和实用性。利用上述基础性分析模型,结合高速机车齿轮技术要求从材料特性、工艺和齿轮结构三个方面,对齿轮渗碳淬火工艺过程的畸变进行了分析。将盐淬和油淬畸变分析模型分别应用在高速机车的齿圈和齿轮轴上,分析齿圈和齿轮轴的畸变规律,为工艺过程的畸变控制提供依据。结果表明,油淬工艺下,齿圈齿宽方向呈现腰鼓状变形,齿顶圆直径最大胀大为0.65mm,公法线长度胀大为0.47mm。沿着齿宽方向,除了左侧轴端附近,齿轮轴其余位置齿顶圆都呈现缩小趋势,接近齿宽中部区域收缩最大。盐淬工艺下,齿圈轮齿呈轻微马鞍形变形,齿顶圆直径最大胀大为0.414mm,公法线长度胀大0.32mm,且变形较为均匀。通过与畸变测量数据对比,齿顶圆畸变的模拟精度可以得到保证。利用正交试验模拟分析了工艺参数对齿顶圆直径和公法线长度畸变的影响程度和趋势,发现淬火温度、油温、渗碳浓度和淬火保温时间对两种畸变影响都较大。综合采用上述结果,将模拟优化出的最佳渗碳淬火工艺参数和工装结构尺寸应用于模拟和实际的齿轮渗碳淬火生产中,结果表明,在最佳工艺参数下,相对于原始条件下的模拟和测量值,齿顶圆畸变分别减小了12.4%和8.8%,公法线长度畸变分别减小了33%和53.9%,取得了较好的畸变控制效果。
李枝梅,韩永珍,朱嘉,陈懿,胡小丽,李俏[2]（2019）在《PAG淬火介质的应用》文中认为PAG淬火剂是目前应用最广泛的聚合物类淬火剂,在环境保护、生产成本及应用等方面具有突出的优点,本文在阅读大量文献的基础上,总结了PAG淬火剂在合金钢、铝合金及金属零件中的应用情况。
韩振华[3]（2013）在《重载机车牵引齿轮晶界氧化与碳化物的工艺控制》文中认为随着铁路机车重载化的发展，机车牵引齿轮的可靠性和安全性要求随之提高，需求量也日益增大。牵引齿轮作为重载机车动力传动系统的核心零部件，受力复杂，工作条件恶劣，安全性和可靠性要求极高。由于我国原材料冶炼工艺的技术水平与先进国家差距很大，给重载机车牵引齿轮的热处理工艺质量控制造成了较大困难，使其长期依赖进口。因此，需加快重载机车牵引齿轮关键制造技术的研发，推进其国产化进程，解决长期进口的现状，逐步形成规模产业化，推广在风电、矿山等相关重型齿轮传动领域的技术应用，使其经济效益扩大化。本论文在国家科技部国际科技合作项目（2010DFB83240）的资助下，以重载机车牵引齿轮的国产化试制为支撑，针对试制过程中齿轮在热处理工艺中反复出现的晶界氧化（IGO）超标和碳化物超级两大问题进行研究，分析了两者对齿轮传动性能的影响，从热力学和氧化动力学方面研究了齿轮晶界氧化的形成了机理，结合金相检验、能谱扫描得出了晶界氧化产物的化学成分。研究了碳化物的形成机理及碳化物球化机理，找出了相关的工艺控制参数，结合工艺实验进行热处理工艺优化，并对优化结果进行实验验证。论文的主要研究工作如下：①采用BBH型前室预抽真空多用炉对17CrNiMo6重载机车牵引齿轮进行了热处理工艺实验，通过金相检验，总结得出了实验反复出现的两大问题：晶界氧化超标和碳化物超级，并分析了两者对齿轮传动性能的影响。②通过相关热力学和氧化动力学计算阐述了晶界氧化的产生机理，对热处理试验中产生晶界氧化的部位取样进行电镜扫描和能谱分析，能谱分析结果表明晶界氧化产生的黑色网状物的主要成分是Cr和O。通过分析Fe、Cr和氧化性气氛的平衡曲线，找出了影响Cr氧化物生成的渗碳工艺参数（加热期的均温速度，强渗期和扩散期的温度、碳势、保温时间）。③针对碳化物超级问题，对相关金相检验结果进行了分析，阐述了碳化物的形成机理，碳化物球化机理及影响碳化物球化的因素，得出了碳化物的工艺控制方法：渗碳后期适当降低碳势；阶梯式渗碳工艺要合理地逐级升温；尽可能地在Ac1或Acm温度附近进行渗碳；合理的多级球化退火工艺等。④综合上述晶界氧化和碳化物研究的结论，得出了相关的工艺控制方法，结合大量工艺实验对热处理工艺参数进行了优化，并对优化结果进行了实验验证，证实了工艺优化的有效性。
金荣植[4]（2013）在《渗碳齿轮的磨削裂纹分析及对策》文中研究指明渗碳齿轮的磨削裂纹一般是指齿轮在热处理渗碳、淬火及回火后在机械加工磨削过程中,齿轮的齿面、花键侧面产生的表面裂纹。裂纹的产生将影响齿轮的使用性能,严重时会使齿轮报废。通过严格控制热处理和磨削加工质量,可以获得合格的显微组织,降低磨削加工热量,从而最大限度地减少渗碳齿轮磨削裂纹的产生。
王利增[5]（2011）在《工艺参数对20CrMnTi渗碳钢的组织性能和表面残余应力的影响》文中提出本文通过金相组织的观察、X射线衍射等分析方法研究了渗碳后不同温度淬火、回火次数和不同磨削进给量对20CrMnTi钢表面和心部金相组织、硬度以及表面残余奥氏体量、残余应力和磨削后表面形貌与表面不平整度的影响规律。结果表明：20CrMnTi钢经渗碳及不同温度淬火后,其金相组织从表面到心部的变化次序均为淬火马氏体+碳化物+残余奥氏体、淬火马氏体、淬火马氏体+铁素体；表面硬度梯度随距表面距离的增加均呈现出先增加而后降低最后趋于稳定的趋势。20CrMnTi钢经渗碳淬火处理以及一次或二次低温回火处理后,其残余奥氏体量和残余压应力均分别随着淬火温度的升高而降低；而回火前的喷丸处理,将明显降低残余奥氏体量和增加残余压应力。与一次回火处理相比,除喷丸处理的变化量较大之外,二次回火处理的残余奥氏体及残余压应力量稍有降低。试样经磨削后,在进给量大于0.03mm时,其表面开始出现磨糊的氧化色,且进给量为0.06mm时表面出现裂纹。而磨削后表面的残余应力均由原来的压应力转变为残余拉应力,并且残余应力都随着磨削进给量的增加呈现先升高后降低的趋势；磨削后的再次低温回火处理,试样表面的残余应力及残余奥氏体量的变化规律与回火前的一致,但其残余应力与残余奥氏体量均明显的降低。磨削以及经再次低温回火处理后试样的表面不平整度的变化规律与磨削后表面的残余应力的变化规律相同。
罗正乾[6]（2002）在《机车主动齿轮盐浴淬火减少磨削裂纹》文中提出 我公司生产的机车主动齿轮（以下简称齿轮）过去一直采用渗碳炉加热淬火,甲醇和煤油作保护气氛。由于靠手动控制滴液滴数,凭经验调整工艺参数,炉内碳势难以控制准确。一度出现组织超级或硬度不足而返修的现象。尤为严重的是,齿轮在磨削加工时产生大量的磨削裂纹,磨裂率高达9.6％,磨裂废品率7.09％。为此,我们引入盐浴加热淬火的新工艺,取得较好成效。
二、机车主动齿轮盐浴淬火减少磨削裂纹（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、机车主动齿轮盐浴淬火减少磨削裂纹（论文提纲范文）
（1）高速机车齿轮渗碳淬火工艺及其畸变的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 齿轮渗碳淬火工艺原理与过程 |
| 1.3 齿轮渗碳淬火畸变的种类和影响因素 |
| 1.4 国内外发展现状 |
| 1.5 数值模拟现状 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 第二章 研究对象和软件平台 |
| 2.1 畸变试样和齿形试样 |
| 2.2 机车齿轮的参数和结构 |
| 2.3 齿轮材料和特点 |
| 2.4 软件平台 |
| 第三章 数值模拟方程 |
| 3.1 渗碳工艺微分方程 |
| 3.2 温度场分析方程 |
| 3.3 组织场分析方程 |
| 3.4 硬度场分析 |
| 3.4.1 体积分数法 |
| 3.4.2 端淬曲线法 |
| 3.5 应力应变场方程 |
| 第四章 盐浴换热系数计算及其分级淬火模拟 |
| 4.1 换热系数计算 |
| 4.1.1 含水量对换热系数的影响 |
| 4.1.2 不同盐浴温度对换热系数的影响 |
| 4.1.3 搅拌速度对换热系数的影响 |
| 4.2 油浴和盐浴分级淬火分析 |
| 4.2.1 分析模型与工艺设计 |
| 4.2.2 渗碳结果 |
| 4.2.3 温度场结果 |
| 4.2.4 马氏体转变结果 |
| 4.2.5 畸变结果 |
| 4.3 结论 |
| 第五章 渗碳淬火硬度场分析 |
| 5.1 实验模型 |
| 5.2 分析模型 |
| 5.3 拟合端淬硬度曲线 |
| 5.4 拟合冷却时间 |
| 5.5 结果与讨论 |
| 5.5.1 碳层分布结果 |
| 5.5.2 硬度场分析结果 |
| 5.6 结论 |
| 第六章 机车齿轮材料畸变特性分析 |
| 6.1 分析模型与工艺设计 |
| 6.2 试样碳含量和组织场结果 |
| 6.3 畸变过程分析 |
| 6.4 正交实验 |
| 6.5 结论 |
| 第七章 齿圈渗碳淬火及其变形分析 |
| 7.1 实验模型和方法 |
| 7.2 渗碳层和相变结果 |
| 7.3 畸变结果 |
| 7.4 齿圈盐浴分级淬火及其畸变分析 |
| 7.4.1 盐浴与油浴组织转变 |
| 7.4.2 盐浴畸变结果 |
| 7.5 结论 |
| 第八章 齿轮轴的渗碳淬火及其变形分析 |
| 8.1 渗碳结果 |
| 8.2 相变和温度结果 |
| 8.3 畸变结果 |
| 第九章 齿轮渗碳淬火畸变控制 |
| 9.1正交实验 |
| 9.1.1 渗碳工艺对畸变的影响 |
| 9.1.2 淬火工艺对畸变的影响 |
| 9.1.3 各因素影响程度和优化方案 |
| 9.2 工装优化 |
| 第十章 总结与展望 |
| 10.1 研究结论 |
| 10.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 作者简介 |
（2）PAG淬火介质的应用（论文提纲范文）
| 1 PAG淬火剂在合金钢中的应用 |
| 2 PAG淬火剂在铝合金中的应用 |
| 3 PAG淬火剂生产应用实例 |
| 4 展望 |
（3）重载机车牵引齿轮晶界氧化与碳化物的工艺控制（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 本文研究的背景 |
| 1.1.1 重载运输的兴起 |
| 1.1.2 重载机车关键传动零部件的需求 |
| 1.2 课题的提出与意义 |
| 1.2.1 课题的提出 |
| 1.2.2 课题的意义 |
| 1.3 机车牵引齿轮的发展状况 |
| 1.3.1 机车牵引齿轮的发展概况 |
| 1.3.2 机车牵引齿轮的研究概况 |
| 1.4 机车牵引齿轮的设计与制造综述 |
| 1.4.1 牵引齿轮的设计与制造难点 |
| 1.4.2 牵引齿轮渗碳淬火工艺的质量控制 |
| 1.5 课题研究内容 |
| 2 重载机车牵引齿轮的热处理工艺 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 晶界氧化对齿轮传动性能的影响 |
| 2.3 碳化物对齿轮传动性能的影响 |
| 2.4 重载机车牵引齿轮的热处理工艺及结果分析 |
| 2.4.1 重载机车牵引齿轮的热处理工艺概述 |
| 2.4.2 热处理工艺的技术要求 |
| 2.4.3 热处理工艺曲线 |
| 2.4.4 金相硬度检验及结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 重载机车牵引齿轮热处理工艺的晶界氧化分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 晶界氧化的产生机理 |
| 3.2.1 传统理论 |
| 3.2.2 晶界氧化的热力学原理 |
| 3.2.3 合金元素晶界氧化的氧化特性 |
| 3.2.4 晶界氧化动力学浅析 |
| 3.3 晶界氧化取样的能谱扫描分析 |
| 3.4 抑制铬的氧化物 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 重载机车牵引齿轮热处理工艺的碳化物分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 渗碳层中碳化物的形成机理 |
| 4.3 球状碳化物的研究分析 |
| 4.3.1 球状碳化物的形成过程 |
| 4.3.2 碳化物球化机理分析 |
| 4.3.3 影响碳化物球化的因素 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 热处理工艺优化及实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 改善晶界氧化的措施 |
| 5.3 改善碳化物形态和分布的工艺方法 |
| 5.4 热处理工艺优化及实验验证 |
| 5.4.1 热处理工艺优化 |
| 5.4.2 热处理工艺优化的实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目 |
（4）渗碳齿轮的磨削裂纹分析及对策（论文提纲范文）
| 1 裂纹特征与分析 |
| 1.1 裂纹特征 |
| 1.1.1 磨齿裂纹 |
| 1.1.2 花键裂纹 |
| 1.2 磨削裂纹检测分析 |
| 1.2.1 磨齿裂纹 |
| (1) 金相分析 |
| (2) 残余应力分析 |
| 1.2.2 齿轮花键磨裂 |
| 2 裂纹产生的原因 |
| 2.1 热处理方面的影响 |
| 2.1.1 碳化物的大小、数量、分布及形态 |
| 2.1.2 残余奥氏体量 |
| 2.1.3 低温回火组织 |
| 2.2 磨削加工方面的影响 |
| 3 对策 |
| 3.1 热处理方面 |
| (1) 渗碳后采用重新加热淬火 |
| (2) 回火应充分、均匀 |
| (3) 喷丸处理 |
| (4) 控制齿轮表面碳浓度 |
| (5) 控制奥氏体晶粒度 |
| (6) 调整回火工艺降低淬火应力 |
| 3.2 磨削方面 |
| 3.2.1 磨料种类、粒度和砂轮硬度 |
| 3.2.2 磨削液和冷却方式 |
| 3.2.3 磨削用量 |
| 3.2.4 磨削余量 |
| 3.3 防止齿轮磨裂实例 |
| 4 结论 |
（5）工艺参数对20CrMnTi渗碳钢的组织性能和表面残余应力的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源与意义 |
| 1.2 磨削裂纹的形貌特征 |
| 1.3 磨削裂纹产生的原因 |
| 1.3.1 外在原因 |
| 1.3.1.1 磨削量过大 |
| 1.3.1.2 砂轮硬度过硬 |
| 1.3.1.3 磨削液选用的不合理 |
| 1.3.2 内在因素 |
| 1.3.2.1 原材料内部存在有缺陷 |
| 1.3.2.2 残余奥氏体含量过高 |
| 1.3.2.3 表面残余应力过大 |
| 1.3.2.4 渗碳层碳化物形貌不合格和晶粒过大 |
| 1.3.2.5 渗碳的过程中有氢元素的渗入而导致氢脆 |
| 1.4 研究目的 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料及热处理工艺 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 渗碳及其热处理工艺 |
| 2.2 磨削试验用设备及条件 |
| 2.3 检测方法 |
| 2.3.1 组织观察 |
| 2.3.2 残余应力及残余奥氏体的测量 |
| 2.3.3 硬度及硬度梯度的测试 |
| 第三章 实验结果、分析及讨论 |
| 3.1 渗碳淬火后的金相组织 |
| 3.2 硬度及硬度梯度 |
| 3.3 表面残余应力及残余奥氏体量 |
| 3.4 磨削后磨削表面的残余奥氏体量及残余应力 |
| 3.5 低温回火对磨削后磨削面不平整度的影响 |
| 第四章 磨消后试样表面的形貌 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、机车主动齿轮盐浴淬火减少磨削裂纹（论文参考文献）
- [1]高速机车齿轮渗碳淬火工艺及其畸变的数值模拟研究[D]. 王鑫. 机械科学研究总院, 2019(02)
- [2]PAG淬火介质的应用[J]. 李枝梅,韩永珍,朱嘉,陈懿,胡小丽,李俏. 金属热处理, 2019(04)
- [3]重载机车牵引齿轮晶界氧化与碳化物的工艺控制[D]. 韩振华. 重庆大学, 2013(03)
- [4]渗碳齿轮的磨削裂纹分析及对策[J]. 金荣植. 汽车工艺与材料, 2013(01)
- [5]工艺参数对20CrMnTi渗碳钢的组织性能和表面残余应力的影响[D]. 王利增. 大连交通大学, 2011(05)
- [6]机车主动齿轮盐浴淬火减少磨削裂纹[J]. 罗正乾. 机械工人, 2002(01)