形态耦元及特征量对灰铸铁干磨损性能的影响

【摘要】从第一台机床诞生的那一天开始，导轨作为其重要重要组成部分，就得到了人们的普遍重视，导轨技术也被看做是机床的核心技术之一。导轨功能的好坏将直接影响到机床的性能，包括加工精度、使用性能以及使承载能力。滑动导轨的失效形式主要有两种，即磨粒磨损和粘着磨损，以及极少量的腐蚀磨损和表面疲劳磨损。实际上导轨的失效不是仅仅因为某一种磨损形式，而是在多种磨损形式的共同作用下造成的，但其中一定有一种磨损形式是起主导作用的。由于机床构造复杂，导轨的拆装过程及其繁琐，机床导轨一旦磨损失效，其维修工作将花费大量的人力和时间，对生产影响很大。机床导轨副的失效与导轨的材料和结构息息相关，因此，导轨必须有较高的耐磨性和足够的刚度。铸铁具有良好的耐磨性、稳定性和减震性，并且生产成本低廉，是生产机床导轨时的首选材料。但铸铁的硬度较低、组织疏松且毛坯缺陷多，作为导轨材料，在较大的载荷下容易磨损。仿生学就是利用从生物界发现的规律和机理来解决人类需求的一门综合性的交叉学科。对材料进行仿生耦合制备最常用方法主要包括激光制备技术、镶铸制备技术以及镶嵌制备技术。所谓激光表面热处理，就是用高能激光束快速扫描工件，使其表面材料在极短时间内吸收大量的热量，达到相变温度以上，然后经工件基体的热传导，表层融化金属快速凝固，相应组织变得更为致密，实现表面相变硬化。为了改善铸铁作为机床导轨材料的不足，本文参考仿生耦合原理，对导轨表面进行激光溶凝处理，通过改变单元体的形态及特征量，我们得到了如下结论：激光表面处理可明显提高机床导轨的耐磨性，当单元体形态改变时，网状仿生耦合试样的耐磨性最好；当磨损角一定的时候，单元体间距越小，仿生耦合试样的耐磨性越好；当单元体间距一定的时候，我们发现当磨损角为45°时，仿生耦合试样的耐磨性最好。
【作者】谢国峰；
【导师】周宏；张凤山；
【作者基本信息】吉林大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】车床导轨；灰铸铁；激光溶凝处理；仿生耦合；耐磨性；

【参考文献】
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