轴承滚道激光淬火的温度场数值模拟

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1、第33卷第1期兵器材料科学与工程Vol．33No．12010年1月ORDNANCEMATERIALSCIENCEANDENGINEERINGJan.,2010轴承滚道激光淬火的温度场数值模拟1，22211雷声，赵雅丽，桂中祥，陈从升，吴跃波（1.安徽建筑工业学院，安徽合肥230022；2.合肥工业大学，安徽合肥230009）摘要利用CO2激光对GCr15钢轴承滚道表面进行激光相变硬化处理实验。对GCr15轴承滚道表面激光相变硬化处理过程进行数值模拟，讨论激光工艺参数对轴承滚道表面激光硬化处理后相变

2、硬化区宽度和深度的影响，得出与实验比较吻合的结果。激光参数变化所造成的微观结构变化导致表面硬度值差异较大。模拟结果表明，激光工艺参数固定时，激光扫描进、出端的温度场有明显的不同，导致沿激光扫描方向硬度分布的不均匀性和激光扫描进、出端淬硬层深度分布的不均匀性。并探讨改善硬化层深度分布均匀性和表面硬度均匀性的方法。关键词激光技术；激光相变硬化；数值模拟；滚道表面中图分类号TG157文献标识码A文章编号1004-244X（2010）01-0021-04Numericalsimulationofthetr

3、ansienttemperaturefieldoflaserhardenedlayersforracesurfaceofbearingrings库1，22211LEISheng，ZHAOYali，GUIZhongxiang，CHENCongsheng，WUYuebo（1.AnhuiInstituteofArchitectureandIndustry，Hefei230022，China；2.HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China）AbstractT

4、helasertransformationhardeningprocessofGCr15steelbearingringswasinvestigatedbyusingCO2continuouswavelaser.Inthispaper，thetemperaturefieldoflasertransformationhardenedlayersforracesurfacewasanalyzed.Theinfluencesoflaserparameteronwidthsanddepthsoflaser

5、transformationhardeningzonesofGCr15steelwerediscussedandtheresultsobtainedwereinagreementwiththeexperiment.Thedifferenceofthemicrostructurewasformedbychangingthelaserprocessingparameters，whichresultedinthebiggerdifferenceofsurfacehardness.Fromthetheor

6、eticalresults，itisclearthatthetemperaturefieldintheinletandoutletendsoflaserhardeningsurfacehasanobviouschangewhenlasermeanpoweriskeptconstant，whichresultsinthehardnessdiscrepancyandthecasediscrepancybetweentheinletandoutletendsoflaserhardeningsurface

7、.Methodswerediscussedtoimprovethehardenedcasedistributionuniformityandthehardnessuniformityofthesteelsurface.Keywordslasertechnology；laserphasetransformationhardening；numericalsimulation；racesurface滚动轴承磨损一般发生在套圈滚道与滚动体的接触面。轴承滚道表面可采用激光强化处理，国内洛阳轴1轴承套圈激光淬

8、火工艺实验［1］［2］承研究所王伯栋、大连理工大学张素芳等人针对1.1试验材料及设备GCr15轴承钢进行了激光表面改性的试验研究。在实实验轴承材料为GCr15钢，要求整体硬度在36~际轴承上进行轴承滚道表面激光强化处理试验，为轴CAMEO凯模CAE案例44HRC，滚道处硬度高于60HRC，其外形尺寸如图1承滚道表面强化提供了新途径。所示。这就要求轴承调质后滚道处表面淬火。采用激光对轴承滚道表面性能的要求及其质量标准，完全淬火的方法对轴承滚道进行表面淬火。不同于对机械制造业用的其他钢