[發明專利]一種超高強度鋼構件抗疲勞磨削工藝參數域的獲得方法

有效

• 申請號: 201710013510.6
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106872303B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 姚倡鋒;張定華;任軍學;田榮鑫;譚靚;武導俠;周征;張吉銀
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所 61219
• 代理人: 張瑞琪

本發明公開了一種超高強度鋼構件抗疲勞磨削工藝參數域的獲得方法，包括以下步驟：步驟一、建立超高強度鋼構件磨削工藝參數域C₁，根據C₁加工出多個第一試驗構件，并根據參數與表面粗糙度關系曲線，得出超高強度鋼構件磨削工藝參數域C₂；步驟二、根據步驟一中的C₂進行正交試驗，加工出多個第二試驗構件，并建立第一關系式；步驟三、根據C₂加工得出多組第三試驗構件，測量出多組表面粗糙度值、表面顯微硬度值、表面殘余應力值和疲勞壽命值，并建立第二關系式；步驟四、根據步驟二中的第一關系式和步驟三中的第二關系式，獲得超高強度鋼構件抗疲勞磨削工藝參數域C₃。本發明采用單因素法和正交法進行試驗設計，設計和分析方法可靠。

【技術領域】

本發明屬于金屬材料機械加工技術領域，具體涉及到一種超高強度鋼構件抗疲勞磨削工藝參數域的獲得方法。

【背景技術】

超高強度鋼具有超細化、超潔凈、超均質的組織和成分的特征，以及超高強度和超高韌性的特點。Aermet100作為一種二次硬化超高強度鋼，具有突出的綜合性能：高強度、高硬度、高斷裂韌性和延展性、優良的抗疲勞性能和抗應力腐蝕性能，因其優良的綜合性能受到國內外研究學者的關注。目前已被用做美國F-22戰斗機的起落架材料以及RAH-66上的一些要求防彈性好的結構材料。由于具有良好的綜合性能，所以Aeremt100鋼在航空航天領域應用廣泛，例如飛機起落架、氣體渦輪發動機主軸和渦輪軸、火箭發動機殼體、高壓容器、手機框架、齒輪和抗疲勞螺栓等強力結構件。

磨削是一種應用非常廣泛的切削加工方法，常被用作精加工工藝。航空工業產品大多對加工精度、疲勞壽命、服役性能有較高要求，尤其是核心承力部件。加工表面完整性對構件的疲勞壽命和服役性能具有重要的影響。然而Aermet100具有高強度和高硬度的特性，在磨削過程中的滑擦、耕犁以及切削中的變形抗力更大，磨削溫度更高，磨削時易出現裂紋且磨削后表面殘余拉應力較大，裂紋是引起構件疲勞斷裂的致命缺陷，而較大的殘余拉應力會降低構件的使用壽命。表面完整性是構件加工中很重要的評價指標，主要包括表面粗糙度、表面形貌、表面應力集中系數、表面顯微硬度和表面殘余應力等，對構件的耐磨性能、疲勞性能、應力腐蝕性能等具有重要的決定作用。因此在超高強度鋼Aermet100磨削過程中，必須重視對表面完整性的控制。

針對現有超高強度鋼Aermet100的磨削特點，在金屬材料機械加工技術領域，提出一種超高強度鋼Aermet100構件抗疲勞磨削工藝參數域的獲得方法，實現對超高強度鋼Aermet100構件磨削表面完整性的控制，提高構件的疲勞性能，以滿足航空構件高可靠和長壽命的要求。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種超高強度鋼構件抗疲勞磨削工藝參數域的獲得方法，以解決現有技術中超高強度鋼構件磨削過程存在表面完整性差和疲勞性能低的問題。

本發明采用以下技術方案，一種超高強度鋼構件抗疲勞磨削工藝參數域的獲得方法，包括以下步驟：

步驟一、建立超高強度鋼構件磨削工藝參數域C₁，根據C₁加工出多個第一試驗構件，建立磨削工藝參數與表面粗糙度關系曲線，得出超高強度鋼構件磨削工藝參數域C₂；

步驟二、根據步驟一中的C₂進行正交試驗，加工出多個第二試驗構件，并建立第一關系式: