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航空关节轴承作为飞机起落架、作动器等关键部件的核心基础零部件,由于其长期工作在单向大载荷、大冲击载荷和贫润滑的工况下,极容易发生磨损失效。因此为了满足航空关节轴承日益提高的高耐磨损性能要求,本文提出超声滚压与表面织构协同加工航空关节轴承的工艺方法。该方法能够实现对关节轴承摩擦副材料的表面强化,极大地提高试件的表面质量和表面硬度,同时能够改善摩擦过程中的润滑情况,显著地提高了工件表面的耐磨损性能,延长了使用寿命。航空关节轴承摩擦副材料通常为304不锈钢和9Cr18不锈钢。通过改变超声滚压强化304不锈钢时的加工工艺参数,观察测量试件表面形貌、表面粗糙度和微观硬度值;之后经摩擦磨损试验,对比不同参数强化的304不锈钢盘和9Cr18不锈钢球之间的摩擦系数,磨损量和磨损区域形貌;最后采用超声滚压与表面织构技术协同强化304不锈钢盘。根据试验结果,分析滚压静压力、滚压次数和主轴转速3种超声滚压强化参数和不同表面织构形式对试件表面机械性能和摩擦磨损性能的影响规律。试验观测和研究表明:超声滚压强化工艺参数对工件的表面微观形貌、粗糙度及表面硬度具有不同影响。适当提高滚压静压力、滚压次数和主轴转速能够改善表面质量、提高微观硬度。然而过高的工艺参数则可能使试件表面质量受损,硬化层遭到破坏,过低的工艺参数则无法达到强化加工效果。同时试件的表面质量、表面粗糙度和硬度直接影响其摩擦磨损性能,表面粗糙峰少、微观硬度高的试件耐磨性和抗疲劳性能更好。与单一超声表面滚压强化工艺相比,超声滚压与表面织构协同加工工艺的强化效果更好。9Cr18不锈钢球与经过超声滚压并带有方形凹坑织构的304不锈钢表面经摩擦磨损试验后,其摩擦系数和体积磨损量最小,摩擦系数约为0.1,体积磨损量约为2.7×10~5μm~3。此外试验证明石墨烯润滑油能进一步改善关节轴承摩擦副之间润滑效果。