發(fā)布時間：2021-02-07 07:26

　　灰鑄鐵由于其具有良好的可加工性能、耐磨性能和成本低廉等優(yōu)點,而被普遍應用于現(xiàn)代工業(yè)。此外,灰鑄鐵中含有的石墨,不僅是一種良好的潤滑劑,在摩擦磨損過程中可以起到潤滑效果;還可以在承受震動的鑄鐵件起到緩沖劑的作用,減少晶粒間的振動能傳播,使灰鑄鐵具有良好的減震性,所以灰鑄鐵也通常被作為制造精密機床導軌的材料。近年來,隨著工業(yè)進程的不斷發(fā)展和“中國制造2025”戰(zhàn)略目標的發(fā)布,對機床的發(fā)展提出了更高的要求。而機床導軌作為機床系統(tǒng)的重要組成部分,其摩擦磨損性能的好壞對機床的加工精度與加工質(zhì)量起著決定性作用,甚至影響著機床的整體使用壽命。因此,提升灰鑄鐵導軌的摩擦磨損性能,對保證機床的加工質(zhì)量和延長其使用壽命具有重要的現(xiàn)實意義。針對機床導軌耐磨損性能的提高,生物耦合仿生的觀點,為我們提供了新的思路與想法,本課題組運用激光仿生耦合技術,在灰鑄鐵表面加工出硬質(zhì)相的“平面仿生單元體”,使其與基體形成軟硬相間的特殊結(jié)構,并改變仿生單元體的形態(tài)（點、條、網(wǎng)）來提高灰鑄鐵的耐磨損性能。本文在前人研究的基礎上,基于耦合仿生理論,受耐磨生物體表非光滑表面形態(tài)結(jié)構特征的啟發(fā),并結(jié)合機床導軌的實際工作環(huán)境是在貧油潤... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 導軌表面滑動摩擦磨損的失效形式
        1.2.1 磨粒磨損
        1.2.2 黏著磨損
        1.2.3 腐蝕磨損
    1.3 提高導軌表面摩擦磨損性能的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 電鍍
        1.3.2 熱噴涂
        1.3.3 氣相沉積
        1.3.4 表面高頻淬火
        1.3.5 激光熔覆、合金化處理
    1.4 耦合仿生學
        1.4.1 仿生學
        1.4.2 多元耦合仿生理論
        1.4.3 激光仿生耦合技術及其應用
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗方法
    2.1 實驗材料
    2.2 仿生耦合實驗設計
    2.3 仿生耦合試樣的制備
        2.3.1 毛坯試樣的制備
        2.3.2 激光仿生耦合表面的加工
    2.4 材料性能檢測
        2.4.1 顯微硬度測量
        2.4.2 截面形貌分析
        2.4.3 微觀組織及物相分析
    2.5 貧油潤滑往復磨損實驗
    2.6 磨損量的測定
    2.7 磨損表面形貌觀測與測量
    2.8 ABAQUS有限元分析
第3章 平面仿生單元體與凹槽仿生單元體的耦合對灰鑄鐵貧油潤滑摩擦磨損性能的影響
    3.1 引言
    3.2 平面仿生單元體的微觀特征分析
        3.2.1 平面仿生單元體的截面形貌及顯微組織
        3.2.2 平面仿生單元體的顯微硬度
    3.3 凹槽仿生單元體的微觀特征分析
        3.3.1 凹槽仿生單元體的截面形貌及顯微組織
        3.3.2 凹槽仿生單元體熔凝區(qū)的顯微硬度
    3.4 凹槽仿生單元體的激光參數(shù)優(yōu)化
        3.4.1 正交方案設計
        3.4.2 正交試驗結(jié)果與分析
    3.5 仿生耦合試樣的貧油潤滑磨損性能
        3.5.1 仿生耦合試樣磨損結(jié)果
        3.5.2 仿生耦合試樣表面磨損形貌分析
        3.5.3 仿生耦合試樣的有限元受力分析
    3.6 仿生耦合試樣耐磨損機理分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 凹槽仿生單元體的特征量對灰鑄鐵貧油潤滑摩擦磨損性能的影響
    4.1 引言
    4.2 凹槽仿生單元體的取向?qū)诣T鐵貧油潤滑耐磨損性能的影響
        4.2.1 具有不同取向的凹槽仿生單元體的仿生耦合試樣的設計與制備
        4.2.2 具有不同取向的凹槽仿生單元體的仿生耦合試樣的磨損結(jié)果
        4.2.3 仿生耦合試樣的磨損形貌分析
        4.2.4 不同取向的凹槽仿生單元體的仿生耦合試樣的有限元應力分析
        4.2.5 凹槽仿生單元體取向?qū)Ψ律詈显嚇幽湍p性能的影響機理
    4.3 凹槽仿生單元體的間距對灰鑄鐵貧油潤滑耐磨損性能的影響
        4.3.1 具有不同間距的凹槽仿生單元體的仿生耦合試樣的設計與制備
        4.3.2 具有不同間距的凹槽仿生單元體的仿生耦合試樣的磨損結(jié)果
        4.3.3 仿生耦合試樣的磨損形貌分析
        4.3.4 不同間距的凹槽仿生單元體的仿生耦合試樣的有限元應力分析
        4.3.5 凹槽仿生單元體間距對仿生耦合試樣耐磨損性能的影響機理
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻
作者簡介及攻讀碩士階段的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]蠕墨鑄鐵在鑄鋁模制造中的應用[J]. 韓金華.  模具制造. 2018(06)
[2]等溫熱處理對機床導軌耐磨性能和熱疲勞性能的影響[J]. 范紹玉.  熱加工工藝. 2017(02)
[3]提高機床導軌耐磨性的工藝方法[J]. 王英強,王卓琪.  機械工程師. 2016(12)
[4]仿生耦合風機葉片模型降噪與增效分析[J]. 姚松勤,王超,常軒,常鑫.  科技傳播. 2016(16)
[5]灰鑄鐵的摩擦學性能研究[J]. 羅錦潔.  西部皮革. 2016(04)
[6]TiC、TiN和Al2O3涂層硬質(zhì)合金結(jié)構和磨損研究[J]. 王志陽,曹偉,郭偉,張永鑫.  河南理工大學學報(自然科學版). 2015(06)
[7]發(fā)動機缸蓋用灰鑄鐵的性能研究[J]. 林在犁.  鑄造技術. 2015(06)
[8]激光強化機床導軌的顯微組織及性能的試驗研究[J]. 王義強,鄧猛,袁修華,張占輝,邱紅鈺.  材料熱處理學報. 2014(06)
[9]機床導軌直線度誤差對定位精度的影響分析[J]. 王林艷,楊永智.  金屬加工(冷加工). 2014(02)
[10]機床導軌誤差對加工精度的影響[J]. 王慧霖,張平寬.  中國教育技術裝備. 2012(27)

博士論文
[1]仿生耦合處理灰鑄鐵滑動磨損性能研究[D]. 龐作波.吉林大學 2016
[2]形態(tài)、材料耦元對灰鑄鐵抗疲勞磨損性能的影響[D]. 陳志凱.吉林大學 2016
[3]材料、形狀耦元、熱循環(huán)溫度對熱作模具熱疲勞性能的影響[D]. 孟超.吉林大學 2014
[4]熱作模具激光仿生耦合修復研究、生產(chǎn)試驗及設備制造[D]. 叢大龍.吉林大學 2014
[5]水介質(zhì)激光仿生蠕墨鑄鐵熱疲勞性和耐磨性的一體化研究[D]. 劉研.吉林大學 2013
[6]三種鸮形態(tài)學、飛行運動學特征規(guī)律及其仿生研究[D]. 陳坤.吉林大學 2012
[7]中國從世界制造中心向技術創(chuàng)新中心轉(zhuǎn)變的路徑研究[D]. 陳一博.中國社會科學院研究生院 2010
[8]植物葉片仿生偽裝材料研究[D]. 劉志明.國防科學技術大學 2009
[9]產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、世界制造中心變遷與中國制造業(yè)發(fā)展研究[D]. 崔海潮.西北大學 2009
[10]激光仿生耦合處理鑄鐵材料的抗熱疲勞性能研究[D]. 佟鑫.吉林大學 2009

碩士論文
[1]激光增鉻、增碳強化單元體對嚴重非均勻磨損導軌的修復研究[D]. 楊林.吉林大學 2018
[2]激光仿生耦合處理7075鋁合金耐磨性能的研究[D]. 袁玉環(huán).吉林大學 2018
[3]WC/Cr激光合金化仿生耦合單元體對灰鑄鐵抗疲勞磨損性能的影響[D]. 董吉星.吉林大學 2016
[4]物理氣相沉積CrN和AlCrN涂層轉(zhuǎn)動微動摩擦磨損性能研究[D]. 任元.西南交通大學 2011
[5]螯微結(jié)構及靜力學性能的仿生學研究[D]. 吳志威.南京航空航天大學 2009



本文編號：3021900