[发明专利]一种超高强度钢构件抗疲劳磨削工艺参数域的获得方法

说明书

本发明公开了一种超高强度钢构件抗疲劳磨削工艺参数域的获得方法，包括以下步骤：步骤一、建立超高强度钢构件磨削工艺参数域C₁，根据C₁加工出多个第一试验构件，并根据参数与表面粗糙度关系曲线，得出超高强度钢构件磨削工艺参数域C₂；步骤二、根据步骤一中的C₂进行正交试验，加工出多个第二试验构件，并建立第一关系式；步骤三、根据C₂加工得出多组第三试验构件，测量出多组表面粗糙度值、表面显微硬度值、表面残余应力值和疲劳寿命值，并建立第二关系式；步骤四、根据步骤二中的第一关系式和步骤三中的第二关系式，获得超高强度钢构件抗疲劳磨削工艺参数域C₃。本发明采用单因素法和正交法进行试验设计，设计和分析方法可靠。

【技术领域】

本发明属于金属材料机械加工技术领域，具体涉及到一种超高强度钢构件抗疲劳磨削工艺参数域的获得方法。

【背景技术】

超高强度钢具有超细化、超洁净、超均质的组织和成分的特征，以及超高强度和超高韧性的特点。Aermet100作为一种二次硬化超高强度钢，具有突出的综合性能：高强度、高硬度、高断裂韧性和延展性、优良的抗疲劳性能和抗应力腐蚀性能，因其优良的综合性能受到国内外研究学者的关注。目前已被用做美国F-22战斗机的起落架材料以及RAH-66上的一些要求防弹性好的结构材料。由于具有良好的综合性能，所以Aeremt100钢在航空航天领域应用广泛，例如飞机起落架、气体涡轮发动机主轴和涡轮轴、火箭发动机壳体、高压容器、手机框架、齿轮和抗疲劳螺栓等强力结构件。

磨削是一种应用非常广泛的切削加工方法，常被用作精加工工艺。航空工业产品大多对加工精度、疲劳寿命、服役性能有较高要求，尤其是核心承力部件。加工表面完整性对构件的疲劳寿命和服役性能具有重要的影响。然而Aermet100具有高强度和高硬度的特性，在磨削过程中的滑擦、耕犁以及切削中的变形抗力更大，磨削温度更高，磨削时易出现裂纹且磨削后表面残余拉应力较大，裂纹是引起构件疲劳断裂的致命缺陷，而较大的残余拉应力会降低构件的使用寿命。表面完整性是构件加工中很重要的评价指标，主要包括表面粗糙度、表面形貌、表面应力集中系数、表面显微硬度和表面残余应力等，对构件的耐磨性能、疲劳性能、应力腐蚀性能等具有重要的决定作用。因此在超高强度钢Aermet100磨削过程中，必须重视对表面完整性的控制。

针对现有超高强度钢Aermet100的磨削特点，在金属材料机械加工技术领域，提出一种超高强度钢Aermet100构件抗疲劳磨削工艺参数域的获得方法，实现对超高强度钢Aermet100构件磨削表面完整性的控制，提高构件的疲劳性能，以满足航空构件高可靠和长寿命的要求。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种超高强度钢构件抗疲劳磨削工艺参数域的获得方法，以解决现有技术中超高强度钢构件磨削过程存在表面完整性差和疲劳性能低的问题。

本发明采用以下技术方案，一种超高强度钢构件抗疲劳磨削工艺参数域的获得方法，包括以下步骤：

步骤一、建立超高强度钢构件磨削工艺参数域C₁，根据C₁加工出多个第一试验构件，建立磨削工艺参数与表面粗糙度关系曲线，得出超高强度钢构件磨削工艺参数域C₂；

步骤二、根据步骤一中的C₂进行正交试验，加工出多个第二试验构件，并建立第一关系式: