設(shè)計(jì)等離子激冷淬火槍體開(kāi)題報(bào)告-全文預(yù)覽
【正文】 [18]。托輥無(wú)變形，表面質(zhì)量不因淬火改變，但淬火層的機(jī)械性能和使用壽命明顯提高，目前，仍在使用中。 目前在國(guó)內(nèi)，等離子具體應(yīng)用有 :內(nèi)燃機(jī)氣缸套，材料為含硼的鑄鐵，經(jīng)等離子弧淬火后可達(dá)到硬度 800～ 900HV，淬火層深為 ～ ㎜ ，顯著提高氣缸套質(zhì)量和使用壽命，處理內(nèi) 孔面的最小直徑可達(dá) 45㎜ [17]。 用以氫為源離子的等離子發(fā)生器硬化鑄鐵部件，研究其抗磨層特性，其硬度可達(dá)52～ 60HRC[13]。其中，尤以前蘇聯(lián)，美國(guó)，日本，德國(guó)等激光表面淬火技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家在等離 子弧表面淬火技術(shù)方面也處于領(lǐng)先地位。 等離子弧表面淬火加工技術(shù)，目前雖然人們研究的較多，但還沒(méi)有形成完整的加工工程體系，大多數(shù)還停留在試驗(yàn)研究和工程個(gè)別應(yīng)用方面，因?yàn)榈入x子弧的工程理論研究是一個(gè)多學(xué)科、多領(lǐng)域的交叉研究過(guò)程，它是集等離子物理、機(jī)電控制、金屬材料學(xué)、傳熱學(xué)于一體的綜合性高新技術(shù)，有從等離子弧產(chǎn)生的本身物理學(xué)系統(tǒng)和電源控制系統(tǒng)進(jìn)行研究的，有從金屬材料熱處理角度來(lái)進(jìn)行研究的，有從材料的使用性能來(lái)進(jìn)行研究的，有從淬火 工藝的可靠性、穩(wěn)定性來(lái)進(jìn)行研究的，有從熱加工過(guò)程分析和溫度場(chǎng)模型計(jì)算來(lái)進(jìn)行研究的。七十年代能源危機(jī)的出現(xiàn)，更加速了它的發(fā)展 [9]。 加熱過(guò)程非常迅速，高密度的熱流使工件表面能在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到很高的溫度，并由表及里形成淬火介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)自冷淬火；且獲得的表面硬度也高于常規(guī)熱處理。 等離子弧是一種能量密度僅次于激光和電子束的熱源，可以利用它產(chǎn)生的高溫進(jìn)行表面強(qiáng)化處理 。火焰加熱表面淬火是利用燃?xì)?— 氧氣火焰對(duì)工件進(jìn)行局部加熱，然后靠工件自冷或強(qiáng)制冷卻來(lái)實(shí)現(xiàn)淬火。對(duì)于存在溝、槽的工件，比較適合使用聯(lián)合弧 [8]。但在產(chǎn)生轉(zhuǎn)移弧之前，需要用小電流的非轉(zhuǎn)移弧作為導(dǎo)體引起轉(zhuǎn)移弧，當(dāng)轉(zhuǎn)移弧電路接通后切斷非轉(zhuǎn)移弧電路。它的特點(diǎn)是以噴嘴約束電弧直徑，同時(shí)噴嘴作為電弧的陽(yáng)極，工件不接入電路。此 外帶電粒子在弧柱中的運(yùn)動(dòng)可看成是在一束平行的“導(dǎo)線”內(nèi)移動(dòng)，其自身地磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電磁力，使這些“導(dǎo)線”互相吸引靠近，弧柱又進(jìn)一步被壓縮，這種壓縮作用稱為“磁壓縮”。適應(yīng)一般氣體定律，但與一般氣體有很大差別，通常氣體中的離子作雜亂無(wú)章的熱運(yùn)動(dòng)，而等離子除熱運(yùn)動(dòng)外，還會(huì)產(chǎn)生等離子震蕩，在外場(chǎng)中產(chǎn)生輻射等。等離子弧表面淬火控制參數(shù)眾多，對(duì)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的淬火工藝增加了難度。 3)由于技術(shù)和設(shè)備的原因，目前激光器的工業(yè)效率 (即電光能量轉(zhuǎn)換效率 )很低，不超過(guò) 15%，而等離子弧表面淬火設(shè)備的熱效率要高出許多。 所以隨著高密度能源的 普及，像火焰加熱表面淬火和感應(yīng)加熱表面淬火那樣的低密度能源表面熱處理將逐漸被等離子表面淬火和激光表面淬火所取代。 2)進(jìn)行處理的面積可根據(jù)需要任意選擇，并且能量的作用被集中在一定的范圍和深度，應(yīng)此，加熱作用僅發(fā)生在表面和一個(gè)深度不大的表面層，故能量的利用率高，很好的節(jié)能效果。對(duì)于表面積很大的工件導(dǎo)軌、主軸、轉(zhuǎn)軸、軸、桿等而言，運(yùn)用等離子弧表面淬火來(lái)獲得連續(xù)的硬化層也頗有前途。另外該工藝為自冷卻方式，是一種清潔衛(wèi)生的熱處理方法。同時(shí)硬化層內(nèi)殘留有相當(dāng)大的壓應(yīng)力，從而增加了表面的疲勞強(qiáng)度。另外，還可以用來(lái)研制新材料和代用材料，制造出在性能上與傳統(tǒng)冶金方法根本不同的表面合金，應(yīng)用在太空，高溫和化學(xué)腐蝕性強(qiáng)的環(huán)境條件下工作的機(jī)械零件上，如軸承、氣缸、襯套、活塞環(huán)、凸輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。激光器的出現(xiàn)為表面強(qiáng)化處理提供了一種新型能源。 感應(yīng)加熱表面淬火，工件是間接的由外加電磁感應(yīng)線圈在工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行加熱，這種技術(shù)也有許多不足之處。 火焰加熱表面淬火，是一種用乙炔 — 氧火焰 (最高溫度達(dá) 3100℃ )或煤氣 —氧火焰 (最高溫度達(dá) 20xx℃ )將工件表面高速加熱，隨后噴水冷卻的一種淬火方法。 目前應(yīng)用的比較普遍的熱處理技術(shù)有滲碳技術(shù)、真空熱處理技術(shù)、感應(yīng)加熱、化學(xué)熱處理、離子熱處理、激光和電子束熱處理、等離子弧表面淬火技術(shù)等等。 表面熱處理方法可分為化學(xué)熱處理和表面淬火。目前，我國(guó)技術(shù)門類齊全，部分表面技術(shù)的設(shè)備、材料和工藝已達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。對(duì)這些零件的表面進(jìn)行熱處理是提高使用壽命、節(jié)省材料的有效方法。目前可使用激光淬火和等離子淬火兩種方法實(shí)現(xiàn)。一種方法是在彈殼表面事先開(kāi)槽引導(dǎo)破片產(chǎn)生。當(dāng)采用合適的彈體材料時(shí) ， 可以減薄壁厚 ，多裝炸藥 ， 或使彈丸結(jié)構(gòu)更加合理 ， 以使爆炸所產(chǎn)生的破片質(zhì)量輕、數(shù)量多、飛散速度大、殺傷動(dòng)力增加 ， 充分提高彈丸的殺傷威力。目 錄 1課題研究的背景及意義 .............................................. 1 2表面熱處理 ........................................................ 1 表面熱處理概述 ................................................ 1 等離子淬火技術(shù)與其他淬火技術(shù)的比較 ............................ 2 3等離子體表面淬火技術(shù) .............................................. 5 等離子弧 ...................................................... 5 等離子弧表面淬火技術(shù)簡(jiǎn)介 ...................................... 6 國(guó)內(nèi)外等離子淬火技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用 ................................ 7 4等離子發(fā)生器 ...................................................... 9 等離子發(fā)生器工作原理 .......................................... 9 等離子發(fā)生器種類及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn) .................................. 9 5課題研究?jī)?nèi)容 ..................................................... 14 6論文工作計(jì)劃 ..................................................... 14 參 考 文 獻(xiàn) ....................................................... 144
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