【正文】 Casedepth。 29( 2) ：7076[21] 閻牧夫,夏立芳,. 物理測試,1990。從圖7(a)曲線中可以看出原始試樣在整個(gè)摩擦過程內(nèi)粘著作用明顯，在以后的時(shí)間中由于金屬表面不同部位粘著作用的增強(qiáng)和減弱，摩擦系數(shù)略有浮動。氮化物具有很高的硬度，而且晶格常數(shù)比基體ɑFe大得多，當(dāng)它與基體保持共格聯(lián)系時(shí)，使ɑFe晶格產(chǎn)生很大的畸變，從而產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化效果。為了證明上述觀點(diǎn)，我們專門對原始試樣和離子滲氮處理后的試樣的硬度，耐磨性做了研究。選材合格，可以提高成分，組織，硬度，磨削量等的準(zhǔn)確度和可信性。自工作表面向內(nèi),化合物層隨著FeN→Fe2N→Fe3N→Fe4N組織變化而實(shí)現(xiàn)工件的滲氮。 耐磨性幾乎和材料所有性能都有關(guān)系，而且在不同磨耗機(jī)理?xiàng)l件下，為提高耐磨性對材料性能亦有不同要求。利用不同型號的SiC水磨砂紙將試樣打磨平整，并在金相拋光機(jī)上進(jìn)行拋光。在 XRD 測試中實(shí)驗(yàn)條件和參數(shù)的設(shè)定，會對測試結(jié)果如峰位、強(qiáng)度、半高寬度產(chǎn)生重要影響。主要應(yīng)用于無機(jī)物，可以測定晶體中晶粒的大小、晶胞形狀或材料的織構(gòu)等。同時(shí)，在離子滲氮過程中，也存在一些缺陷，例如，硬度偏低、硬度和滲層不均勻、變形超差、外觀質(zhì)量差、脈狀氮化物等[25]。對于40Cr 鋼而言，可進(jìn)行正火或退火處理。滲碳和滲氮最大的區(qū)別就是介質(zhì)不同，適用的鋼也不同，滲碳適用于低碳鋼，滲氮適用于中碳鋼。補(bǔ)償措施是進(jìn)行一次補(bǔ)充氮化，其工藝應(yīng)根據(jù)氮化層已達(dá)到的深度及表面硬度等具體情況而定。斷口法是將帶缺口的試樣打斷，用25倍放大鏡進(jìn)行測量。表面殘余壓應(yīng)力的存在能部分抵消在疲勞載荷下產(chǎn)生的拉應(yīng)力，延緩疲勞破壞過程，使疲勞強(qiáng)度顯著升高，并降低缺口敏感性。成分可變的間隙相，在化合物中氮原子有序的占據(jù)由鐵原子組成的面心立方晶格的位置。（2）采用高強(qiáng)度的墊圈。 盡管取得了上述種種成績，但國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床仍遠(yuǎn)不能滿足機(jī)床消費(fèi)結(jié)構(gòu)日益升級的，迄今中國機(jī)床市場上“高端失守、低端混戰(zhàn)”的局面尚未得到根本轉(zhuǎn)變，目前中國機(jī)床產(chǎn)業(yè)僅僅在規(guī)模方面具有相對比較優(yōu)勢，與機(jī)床制造強(qiáng)國相比較，在結(jié)構(gòu)、水平、研發(fā)和服務(wù)能力等方面都還存在明顯的差距，具體表現(xiàn)在以下幾方面：第一、低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩導(dǎo)致價(jià)格戰(zhàn)，高端產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口。變形較小時(shí)，頻譜中主要以齒輪嚙合頻率和諧波為載波頻率，齒輪所在軸轉(zhuǎn)頻為調(diào)制間隔的邊帶成分，但其數(shù)量稀少。齒輪在運(yùn)行過程中，嚙合齒面之間既有滾動，又有滑動，而且齒輪根部還將受到交變彎曲應(yīng)力的作用，要求齒輪表面有較高的硬度及耐磨性，心部具有較好的強(qiáng)韌性。由于齒輪機(jī)床行業(yè)處于成熟，產(chǎn)業(yè)集中度不高，國內(nèi)外競爭者眾多，行業(yè)競爭十分激烈，確定一種正確而又切實(shí)際可行的發(fā)展戰(zhàn)略就成為必然選擇[1]。針對齒輪在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的磨損，斷齒，精度下降等一系列問題，頻繁更換齒輪會導(dǎo)致工作效率下降，成本提高，因而，改善齒輪本身的性能才是根本解決途徑。過去我國機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)在技術(shù)上相對落后，普遍缺乏自主創(chuàng)新能力及關(guān)鍵、核心技術(shù)支撐，其產(chǎn)品主要以生產(chǎn)低端產(chǎn)品為主，缺乏競爭力，在數(shù)控機(jī)床質(zhì)量的穩(wěn)定性、可靠性、耐用性上同國外先進(jìn)產(chǎn)品相比存在明顯差距。通過對世界機(jī)床行業(yè)現(xiàn)狀的分析，可以為我國機(jī)床行業(yè)及機(jī)床企業(yè)發(fā)展提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)[3]。齒輪故障很多，在齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)中，由于制造與安裝的不良，而造成內(nèi)圓軸線與齒輪不同心不對中，以及大型齒輪的動不平衡，由于齒面間承受著交變載荷，引起的齒面剝落、膠合、點(diǎn)蝕、磨損及斷齒等失效形式。4 斷齒從統(tǒng)計(jì)數(shù)字上來看，斷齒的失效也占有一定比例，斷裂是導(dǎo)致齒輪斷齒失效的重要因素其一。 ㈠加強(qiáng)裝配的控制（1）在裝配時(shí)加強(qiáng)嚙合間隙的控制，調(diào)整螺旋傘，并且用塞尺驗(yàn)。相在590℃以上存在，在此溫度發(fā)生共析反應(yīng)γ→ɑ+γ′，共析點(diǎn)ωN%=%，在650℃時(shí)溶解度達(dá)到最大值，ωN%=%。加入多種合金元素的合金鋼比一種元素的合金鋼產(chǎn)生的畸變大，因此表現(xiàn)為具有較高的基體硬度。采用壓痕法主觀因素較多，目前應(yīng)用的更為客觀的方法是聲發(fā)射技術(shù)，通過測量滲氮試樣在彎曲或扭轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)第一根裂紋的撓度來定量描述脆性。補(bǔ)充氮化的工藝是510℃、10h氮化，氨分解率20%～30%。這種組織的出現(xiàn)，嚴(yán)重影響氮化質(zhì)量，使氮化層脆性增加，極易剝落，可用擴(kuò)散處理方法予以減輕。第二章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及條件機(jī)床齒輪的性能不僅取決于基材的常規(guī)工藝操作，也取決于后期的特殊工藝操作，如離子氮化及離子氮化工藝參數(shù)的設(shè)置。相比于氣體滲氮，離子滲氮具有清潔無公害、滲速快、節(jié)能省氣、畸變小、滲層組成可調(diào)、處理溫度范圍廣( 從 380 ～ 850 ℃) 等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛用于碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、工模具鋼、不銹鋼、球墨鑄鐵、灰口鑄鐵、鈦合金、粉末冶金等材料的表面強(qiáng)化。表層為白色氮化物層(ε相)，次表層侵蝕后變黑，是氮化擴(kuò)散層，在ε相和擴(kuò)散層之間常有白色的脈狀分布的氮化物組織，由于氮濃度的增加，脈狀組織可以變粗，甚至形成網(wǎng)狀[28]。鑒別物相首先從峰位入手，如果峰位能對上，初步判定為該物質(zhì)；其次，還要看各衍射峰的強(qiáng)度相對比是否也與標(biāo)準(zhǔn)卡片上的峰強(qiáng)比一致，如果都一樣則可肯定為該物質(zhì)。另一類試驗(yàn)方法是動態(tài)試驗(yàn)法，這類方法試驗(yàn)力的施加是動態(tài)的和沖擊性的。硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。40Cr調(diào)質(zhì)后的組織見圖3（b）。觀察圖5（b）知：表層為白亮層，次表層為擴(kuò)散層，心部為基體材料。表五、原始試樣及離子滲氮后試樣的顯微硬度（；加載時(shí)間為10s）試樣滲氮層壓痕直徑d1（181。由此可見， 離子滲氮后的試樣，磨損的程度降低，耐磨性提高。 參考文獻(xiàn)[1] 趙應(yīng)萍. 氮化和對研提高弧齒錐齒輪使用質(zhì)量[J]. , 2005,(07)：1217[2] 閻承沛. 我國齒輪熱處理技術(shù)概況及發(fā)展趨勢[J]. 熱處理, 2002,(01):2529 . [3] 郭應(yīng)國,張潔,張社會,王偉,謝暉. 我國齒輪材料及其熱處理技術(shù)的最新進(jìn)展[J]. 熱加工工藝, 2003,(02):5662 . [4] 張金海,余元強(qiáng). 齒輪失效實(shí)例分析和改進(jìn)措施[J]. 十堰職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2004,(02) :4752. [5] 劉云秋,洪鶴,趙忠儉,王佳華. 噴丸強(qiáng)化對接觸疲勞性能的影響[J]. 鑄造1999,(12) . [6] 陳國民. 對我國齒輪滲碳淬火技術(shù)的評述[J]. 金屬熱處理, 2008,(01)：98103 . [7] 盧金生,顧敏. 深層離子滲氮工藝及設(shè)備的開發(fā)[J]. 金屬加工(熱加工), 2009,(01) :2572. [8] 劉英. 滲碳處理零件幾種金相組織缺陷分析和防止辦法[J]. 汽車齒輪, 2006,(04) . [9] 朱永新. 低壓真空滲碳技術(shù)在提高齒輪內(nèi)孔滲層上的應(yīng)用[J]. 汽車工藝與材料, 2009,(01):10021005 . [10] 胡月娣,趙增爵,沈介國. 離子滲氮技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 熱處理, 2009,(01):165172 . [11] 車?yán)? 離子滲氮在齒輪制造中應(yīng)用[J]. 汽輪機(jī)技術(shù), 2006,(03):134139 .[12] 中國齒輪行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃綱要[13] 應(yīng)小東,李午申,馮靈芝. 激光表面改性技術(shù)及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 焊接, 2003,(01) . [14] 李月英,劉勇兵,陳華. 凸輪材料的表面強(qiáng)化及其摩擦學(xué)特性[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版), 2007,(05) :6571. [15] 馮艷華,姜濤,麻文焱. 40Cr鋼表面激光淬火的工藝研究[J]. 機(jī)械工程師, 2002,(08) .[16] Won Jae Yang YongHo Choa Tohru Sekino Kwang Bo Shim Koichi Niihara and Keun Ho Auh. Structural characteristics of diamondlike nanoposite films grown by PECVD .Materials Letters, 2003, 57 (21) :33053310 .[17] 鐘厲,韓西,周上祺, 2002。h are found to be optimum when pared to the other two ion nitriding temperatures.Keywords：Ionnitriding。s chemical position。在完成論文的過程中，胡老師對我的論文提出了許多寶貴的意見，并且認(rèn)真督促我及時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)。氮化物具有較高的硬度，加之彌散強(qiáng)化的作用，使得離子滲氮后試樣的表層硬度增加。與未滲氮試樣相比，滲氮層的硬度明顯提高，離子滲氮工藝有助于提高材料的硬度。 壓頭產(chǎn)生復(fù)雜的變形機(jī)制，與試驗(yàn)溫度、晶體位向、形狀及壓痕尺寸有關(guān)。物相定性分析是通過將實(shí)驗(yàn)測得的 d值和I值與已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的數(shù)據(jù)比較，獲悉物質(zhì)所含的元素和元素間的化合狀態(tài)。磨損試驗(yàn)原理見圖2?！　⊥苛瞎I(yè)中指涂層對摩擦機(jī)械作用的抵抗能力。顯微硬度計(jì)主要用于測量微小、薄型試件、脆硬件的測試，通過選用各種附件或者升級各種結(jié)構(gòu)可廣泛的用于各種金屬（黑色金屬、有色金屬、鑄件、合金材料等）、金屬組織、金屬表面加工層、電鍍層、硬化層（氧化、各種滲層、涂鍍層）、熱處理試件、碳化試件、淬火試件、相夾雜點(diǎn)的微小部分，玻璃、瑪瑙、人造寶石、陶瓷等脆硬非金屬材料的測試，在細(xì)微部分進(jìn)行精密定位的多點(diǎn)測量，壓痕的深層測試與分析，滲鍍層測試與分析，硬度梯度的測試，金相組織結(jié)構(gòu)的觀察與研究，涂鍍層厚度的測量與分析等。硬度檢測的主要目的就是測定材料的適用性，或材料為使用目的所進(jìn)行的特殊硬化或軟化處理的效果。X 射線是人們首次發(fā)現(xiàn)的一種短波長電磁波，具有很強(qiáng)的穿透性，而且波長介于 0. 001 ～10 nm 之間，與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單元尺寸在同一個(gè)數(shù)量級，這決定了X 射線技術(shù)能夠成為物質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要分析手段之一。金相試樣拋光機(jī)金相試樣的制備是通過切割機(jī)、鑲嵌機(jī)、磨/拋光機(jī)來完成的，金相試樣的最終質(zhì)量是由拋光工序決定的，拋光是金相制樣過程中至關(guān)重要的一環(huán)。當(dāng)強(qiáng)度較高時(shí)，采用較低的回火溫度，反之選用較高的回火溫度。滲氮：將氮滲入鋼件表面的熱處理工藝稱為鋼的氮化或滲氮。產(chǎn)生的原因是爐內(nèi)溫度不均勻或爐內(nèi)進(jìn)氣管道上部分進(jìn)氣孔堵塞，造成氣流分布不均勻；零件表面有銹斑、油污；裝爐量太大，零件彼此間距太??；綁扎鐵絲上的鋅或鍍錫層（防止?jié)B氮）流淌到氮化面上，補(bǔ)救辦法是重新進(jìn)行氮化。金相法是利用滲氮層組織與心部組織抗腐蝕性能不同的特點(diǎn)測量滲氮層深度[17]。因此從疲勞強(qiáng)度看。(4)ε相。鍛坯→預(yù)先熱處理→切削加工→離子氮化→精加工（一般不需要）齒輪在工作時(shí)的一般受力情況是齒輪通齒面接觸傳遞動力，造成兩齒面在相對滑動和動中產(chǎn)生劇烈摩擦，并使齒面承受交變接觸應(yīng)力齒根承受交變彎曲應(yīng)力在齒輪啟動、換檔和合不均勻時(shí)承受沖擊載荷[11]。第二、高性能數(shù)控系統(tǒng)和功能部件的發(fā)展滯后于主機(jī)，并已成為制約數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。這是齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，周圍環(huán)境較差，混入硬質(zhì)顆粒，因而造成嚴(yán)重磨粒磨損，引起磨損，使表面不能形成良好的油膜，金屬間直接接觸，而出現(xiàn)早期的磨損失效[7]。除材料本身性能外，還可依靠齒輪的表面強(qiáng)化處理來實(shí)現(xiàn)。沒有齒輪加工行業(yè)的振興，就沒有真正意義上的裝備制造業(yè)的振興。離子滲氮工藝使得機(jī)床齒輪用鋼獲得更高的表面硬度，強(qiáng)度；離子滲氮工藝使得機(jī)床齒輪的耐磨性提高。眾所周知，齒輪是最基礎(chǔ)的機(jī)械傳動元件，量大面廣。2009年，在全球齒輪機(jī)床產(chǎn)業(yè)因受金融危機(jī)影響出現(xiàn)負(fù)增長的特殊背景下，全行業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值已由全球第三位躍居至首位，從而成為世界第一大機(jī)床生產(chǎn)國[2]。齒輪精度是指對齒輪形狀的綜合誤差所劃分的一個(gè)等級，其中包括齒形、齒向、徑跳等一些重要的參數(shù)，其中齒形是指齒的徑向形狀，齒向是指齒的縱向形狀，徑跳是指相鄰兩齒間距離的誤差，一般我們汽車用的齒輪可由滾齒機(jī)加工完成，6~7級便可使用，而一些印刷機(jī)由于需要高速運(yùn)轉(zhuǎn)和批量印刷，故需要高精度齒輪以減小齒輪累計(jì)所造成的誤差而使印刷效果下降，而國內(nèi)生產(chǎn)的磨齒機(jī)可加工至4~5級，國外進(jìn)口的高精度磨齒機(jī)可加工至3~4級，更有一些可以加工至2級。由于接觸疲勞所造成的點(diǎn)蝕多而出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)以下的齒面部位，因?yàn)樵谠摬课积X輪的滑動和滾動方向相反。企業(yè)多而散，全行業(yè)企業(yè)多達(dá)5944家；主機(jī)企業(yè)大而不強(qiáng)，小而不精；配套能力弱，產(chǎn)業(yè)分工不清晰；與數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展相適應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈體系還不夠完善。氮在ɑFe中最大溶解度在590℃時(shí)為ωN%=%。滲氮層的高硬度是由于合金氮化物彌散強(qiáng)化的作用[13]。對工件緩慢加載，卸去載荷后觀察壓痕狀況，依其邊緣的完整性將滲氮層脆性分為5級。滲氮層硬度低產(chǎn)生硬度低的原因是氮化溫度過高；氨分解率偏高或中斷氨氣供給的時(shí)間太長；使用新的氮化罐或氮化罐久用未退氮，從而提高了氨分解率；不合理裝爐，造成氣流不均勻，使部分零件氮化不良；零件調(diào)質(zhì)后心部硬度太低等，可采取相應(yīng)的預(yù)防措施[19]。氮化層不致密、抗蝕性差產(chǎn)生氮化層不致密、抗蝕性差的原因是表面氨濃度太低，工件表面有銹斑。但一度我國齒輪機(jī)床行業(yè)處在一個(gè)十分尷尬的境地。爐子的工藝參數(shù)為溫度550℃，氣氛是分解氨。X射線衍射儀是利用X射線衍射原理研究物質(zhì)內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的一種大型分析儀器，廣泛應(yīng)用于各大、專院校、科研院所及廠礦企業(yè)。如果在樣品中存在兩種以上不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)時(shí)，每種物質(zhì)所特有的衍射花樣不變，多相樣品的衍射花樣只是由它所含物質(zhì)的衍射花樣機(jī)械疊加而成。靜態(tài)試驗(yàn)方法包括布氏、洛氏、維氏、努氏、韋氏、巴氏等。磨粒磨損是由硬質(zhì)物體或顆粒的切削或刮擦作用引起表面材料脫落的現(xiàn)象。表征紙的表面硬度。40Cr原始試樣的組織見圖3（a）。6001