【正文】 滴水之恩，當(dāng)涌泉相報(bào)。謝謝你們給與我的幫助和支持。父母為了我的成長(zhǎng)，一直在背后默默的付出和辛勤的工作，感謝他們養(yǎng)育之恩，我將用自己的一生去回報(bào)。另外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。黃老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，都給予我悉心的指導(dǎo)和幫助。., 1994,49(5):327330.【25】劉菊東, 王貴成, 陳康敏, 賈志宏. 雙程切入磨削表面硬化層的研究[J]. 材料熱處理學(xué)報(bào)，2006（27）：116120.【26】張華,　林三寶,　吳　林,　馮吉才,　欒國(guó)紅. 攪拌摩擦焊研究進(jìn)展及前景展望[J]. 焊接學(xué)報(bào),2003(24):9195.【27】. Bowden, . The Friction and Lubrication of Solids partⅡ[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1987,6.【28】：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1998.致謝經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，在此，我要感謝每一個(gè)幫助過(guò)我的人。 40Cr調(diào)質(zhì)鋼磨削淬硬表面熱處理的實(shí)驗(yàn)研究[J].材料工程，2007（12）:3538.【18】[J].機(jī)械工人，2006（2）：2729.【19】傅志紅，黃明輝，周鵬展，賀地求. 攪拌摩擦焊及其研究現(xiàn)狀[J].焊接，2002 （11）：1633.【20】BROCKHOFF T. Grindhardening. A prehensive view[J].Annals of the CIRP,1999, 48(1): 255260.【21】ZARUDI I, ZHANG L C. Mechanical property improvement of quenchable steel by grinding[J]. 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Randschicht W168。（6）論文選用了兩種材料進(jìn)行試驗(yàn)，在后續(xù)研究中需要對(duì)很多材料做大量的摩擦熱處理試驗(yàn)，建立起摩擦熱處理機(jī)理廣泛應(yīng)用的理論。在后續(xù)研究中做進(jìn)一步的完善工作；（5）由于機(jī)床卡具的原因，試驗(yàn)所用樣件直徑比較小。對(duì)于試樣的變形和預(yù)定力大小的關(guān)系，只有通過(guò)大量試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的積累，才能建立相關(guān)理論；（2）影響摩擦熱處理的因素有很多，如主軸轉(zhuǎn)速、預(yù)定力、材料的狀態(tài)等，只有綜合考慮各種因素的影響，才能更好的研究出摩擦熱處理的機(jī)理；（3）試驗(yàn)采用的摩擦系數(shù)為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，經(jīng)查證硬質(zhì)合金和鋼之間的摩擦系數(shù)為：～。試驗(yàn)選擇45鋼具有比較廣泛的代表性，對(duì)以后摩擦熱處理工藝在金屬熱處理方面的應(yīng)用有一定的指導(dǎo)意義。分析到的溫度場(chǎng)同實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得的溫度基本吻合，說(shuō)明建立的模型可以用于摩擦溫度場(chǎng)的研究，為實(shí)驗(yàn)提供理論指導(dǎo)，大量減少實(shí)驗(yàn)的工作量。試樣端面存在一個(gè)表面薄層，薄層內(nèi)晶體由于受擠壓破碎、組織雜亂，宏觀上體現(xiàn)為表層硬度稍微低于完全硬化區(qū)的硬度。通過(guò)對(duì)試樣拋光可以清晰的看到，沿軸向有一個(gè)清晰的分層（即摩擦熱處理區(qū)和原始組織的分層），硬化層內(nèi)的硬度完全達(dá)到淬火的標(biāo)準(zhǔn)。研究過(guò)程中以摩擦熱處理后試樣表面硬度和顯微組織分析為主，通過(guò)對(duì)試樣摩擦熱處理溫度場(chǎng)分析。第五章 總結(jié)與展望本文從金屬表面熱處理及摩擦學(xué)原理出發(fā)，在預(yù)頂力確定及主軸不同轉(zhuǎn)速條件下，進(jìn)行了摩擦熱處理試驗(yàn)，對(duì)摩擦熱處理即摩擦淬火進(jìn)行了初步研究。（2）由硬度分布圖可知，印證了合金鋼有較好的淬火性能。 本章小結(jié)本章對(duì)硬度測(cè)量方法及測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，對(duì)摩擦熱處理后的試樣進(jìn)行了金相組織分析。過(guò)渡區(qū)由針狀馬氏體、板條狀馬氏體和珠光體組成；隨著距摩擦端面距離的增大，馬氏體組織逐漸減少，珠光體組織越來(lái)越多，并且開(kāi)始出現(xiàn)了鐵素體。由顯微組織圖可知：表面層是細(xì)小均勻的針狀馬氏體；中間層是略微粗大的針狀馬氏體和板條狀馬氏體；里層是比表面層更加細(xì)小的針狀馬氏體、殘余奧氏體和少量碳化物，由表層到里層硬化區(qū)的組織呈現(xiàn)出“細(xì)——粗——細(xì)”的變化規(guī)律。在掃描電鏡顯微鏡下其分層比較明顯。 　　　　　　 圖412 45鋼介面 2000倍 圖412與圖410和411對(duì)比針狀馬氏體幾乎沒(méi)有，更多的是鐵素體（白色）和珠光體（黑色）。 過(guò)渡區(qū) 圖410 45鋼表面 2000倍 與49圖比較針狀減少，出現(xiàn)板條狀馬氏體增多。硬化區(qū)表層 　　　　　　　 圖48 45鋼條內(nèi)放大 2000倍圖48中顯示，在試樣的端面形成了一層很薄的表層，圖中顯示表層組織經(jīng)過(guò)摩擦擠壓，晶體破碎，組織雜亂，沒(méi)有任何規(guī)律，再往里看就是熱處理層。 　　　　　　　　　　　　圖46 45鋼表面 250倍通過(guò)2500r/m下與摩擦副摩擦后出現(xiàn)的組織分析（圖46），表面與摩擦副接觸部分出現(xiàn)了明顯的白亮層，進(jìn)一步對(duì)白亮層進(jìn)分分析可以知道（圖47）。圖45～圖412為45鋼金相照片: 圖45 45鋼原始組織 1200倍 通過(guò)圖45可以清楚的看到塊狀鐵素體組織（黑色大塊狀）和原始的珠光體組織（白色），部分鐵素體呈網(wǎng)狀分布，其面積在3540%。實(shí)驗(yàn)中，利用掃描電鏡顯微鏡對(duì)試樣顯微組織進(jìn)行一系列的拍攝。如圖44所示： 圖44 掃描電鏡顯微鏡及能譜儀掃描電鏡顯微鏡及能譜儀的主要功能：（1）材料組織分析；（2）材料微區(qū)化學(xué)成分分析；（3）材料失效分析。試驗(yàn)在大學(xué)微觀分析中心進(jìn)行的組織分析。通過(guò)電子顯微鏡觀察金屬內(nèi)部的沉積、結(jié)晶、生長(zhǎng)的情況，對(duì)金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、物理特性進(jìn)行分析判定。材料的微觀分析是研究金屬內(nèi)部組織的最重要的方法。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，摩擦熱處理試驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期的效果，基本上可以證明摩擦熱處理的可實(shí)現(xiàn)性，這是試驗(yàn)一直追求的結(jié)論。另外，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示45鋼在主軸2500r/m的轉(zhuǎn)速下熱處理效果比較好。如圖45，46所示： 圖42 45鋼硬度壓痕和淬硬層深度，相對(duì)轉(zhuǎn)速(a)2500RPM (b)1500RPM （2）試驗(yàn)數(shù)據(jù)硬度試驗(yàn)一共做了五組試驗(yàn)，論文選其中一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象。（1）測(cè)量硬度試驗(yàn)選用華銀數(shù)顯洛氏硬度計(jì)，型號(hào)為：HRS150。試驗(yàn)所有的拋光機(jī)為金相變頻調(diào)速拋光機(jī)，如圖41所示： 圖41金相變頻調(diào)速拋光機(jī)試樣經(jīng)過(guò)磨光拋光后，通過(guò)硬度測(cè)量?jī)x測(cè)量硬度。由于這些粒子很細(xì)，所以能磨去試樣表面上微細(xì)不平處，而使試樣能磨得很光亮，直到?jīng)]有磨痕。由于磨粒只能以彈性力與試樣作用，它所產(chǎn)生的切屑劃痕及變形層都要比磨光時(shí)細(xì)小和淺得多。②拋光：試樣磨光后，要仔細(xì)地用水將其洗凈，以除去砂粒。本實(shí)驗(yàn)?zāi)ス馐窃谏凹埳线M(jìn)行的，砂紙為SiC磨料，磨料不溶于水。（2）磨樣磨樣主要包括磨光和拋光。本實(shí)驗(yàn)采用熱鑲嵌，加熱溫度為140℃，保溫時(shí)間為10分鐘。（1）制樣的鑲嵌由于切取試樣的大小、尺寸和形狀都不規(guī)則，也不統(tǒng)一，尤其是一些帶、絲、片、管和顆粒的制備試樣十分困難，而且磨樣的時(shí)候比較困難，所以把試樣鑲嵌起來(lái)，讓這些試樣的外形、尺寸一致。方法是使一根鉬絲(快走絲型線切割機(jī))或銅絲(慢走絲型線切割機(jī))穿過(guò)工件，通過(guò)走絲機(jī)構(gòu)使其做連續(xù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在此鉬絲或銅絲上通過(guò)脈沖高壓電，它與工件之間產(chǎn)生火花放電，燒蝕金屬，并由切削液帶走金屬屑，而形成一個(gè)孔洞，再由數(shù)控設(shè)備通過(guò)步進(jìn)電機(jī)使工件做一定形狀的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，使放電產(chǎn)生的孔洞形成連續(xù)的切口，這樣一直進(jìn)行到加工結(jié)束。樣塊通過(guò)線切割獲取。取樣部位及檢驗(yàn)面的選擇取決于被分析材料或零件的特點(diǎn)、加工工藝過(guò)程及熱處理過(guò)程，應(yīng)選擇有代表性的部位。摩擦熱處理試驗(yàn)所得到的試樣首先要經(jīng)過(guò)線切割，獲得熱處理區(qū)小樣塊，然后對(duì)小樣塊進(jìn)行鑲嵌。 硬度分析的首要工作是金屬顯微制樣。經(jīng)過(guò)觀察我們發(fā)現(xiàn)試樣的表面有了很明顯的熱處理層，后面章節(jié)將通過(guò)硬度測(cè)試和組織分析來(lái)研究試樣的熱處理效果。試樣摩擦熱處理后一組試樣的照片如圖37所示：圖37 試驗(yàn)所用部分試件本章主要介紹了摩擦熱處理的工藝試驗(yàn)。 　圖35　摩擦實(shí)時(shí)溫度測(cè)量示意圖 圖35所示，當(dāng)摩擦試驗(yàn)進(jìn)行到后期，用點(diǎn)溫計(jì)及時(shí)測(cè)量試樣表面的溫度。啟動(dòng)摩擦焊機(jī)，主軸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，待機(jī)床啟動(dòng)完畢，移動(dòng)夾具在滑臺(tái)上滑向摩擦副，使摩擦副和試驗(yàn)接觸充分，并設(shè)定好預(yù)頂力。試驗(yàn)結(jié)束后，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果在試樣中，選取不通試樣進(jìn)行組織分析。試驗(yàn)選取45鋼試樣十件。所以，通常情況下碳素鋼應(yīng)用水冷；合金鋼則因淬透性較好，采用油冷。水的冷卻能力強(qiáng)，使鋼易于獲得馬氏體，但工件的淬火內(nèi)應(yīng)力大，容易產(chǎn)生裂紋和變形。（3） 摩擦方式的確定試驗(yàn)為了更好的、更有效的利用摩擦熱處理，采取在干磨。所以摩擦副和試驗(yàn)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度取決于主軸轉(zhuǎn)速。經(jīng)過(guò)多次的試驗(yàn)，最后在導(dǎo)師的指導(dǎo)下根據(jù)C4DQ連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊機(jī)性能，選擇預(yù)頂力F為25千牛。變形如果嚴(yán)重的話，將會(huì)影響到試樣內(nèi)部的組織，對(duì)后續(xù)的組織分析增加難度。另外，還要考慮摩擦方式和冷卻方式。摩擦熱處理的效果與摩擦熱處理有直接關(guān)系，而摩擦熱處理直接取決于試樣和摩擦副之間的摩擦力和相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。摩擦熱處理效果與摩擦產(chǎn)生的熱量和冷卻方式密切相關(guān)。根據(jù)所選的摩擦焊機(jī)機(jī)床確定試樣的尺寸為：（長(zhǎng)） 150mm，（直徑）14mm，形狀為小圓棒。本文選用的45鋼的原始組織形貌如圖32所示。45鋼作為中碳鋼的一種，不僅硬度、強(qiáng)度較高，且兼具較好的塑性和韌性，綜合性能優(yōu)良。YG6X 硬質(zhì)合金摩擦副的組織成分詳細(xì)如表32。所以最終決定選用YG6X 硬質(zhì)合金材料作為摩擦副。金相組織：A02 B00 C00。YG6X是硬質(zhì)合金材料，其中碳化鎢及其他成分分別為WC % 、Co 6% 、Other %。目前主要用于加工耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼等難加工材料。既可以加工鋼，又可加工鑄鐵及有色金屬。 ③鎢鉭鈷類（ WC+TaC+Co）硬質(zhì)合金（ YA） 在 YG類硬質(zhì)合金的基礎(chǔ)上添加 TaC(NbC),提高了常溫、高溫硬度與強(qiáng)度、抗熱沖擊性和耐磨性，可用于加工鑄鐵和不銹鋼。 ②鎢鈦鈷類（ WC+TiC+Co）硬質(zhì)合金（ YT） 由于 TiC的硬度和熔點(diǎn)均比 WC高，所以和 YG相