一種加速零件表面滾動接觸疲勞的實驗方法
2023-06-09 11:23:01
專利名稱：一種加速零件表面滾動接觸疲勞的實驗方法
技術領域：
本發明涉及一種零件表面滾動接觸疲勞失效的實驗方法。
背景技術：
接觸疲勞破壞是齒輪和軸承等常用零件的主要失效形式之一。零件抗接觸疲勞性能評價對使用者至關重要。通常使用的加速滾動接觸疲勞實驗方法有兩種，一是提高實驗速度，二是增加實驗載荷。採用這兩種加速疲勞實驗方法要得到與實際工況條件相似疲勞實驗結果都要受到極限實驗速度和極限實驗載荷的限制。在《一種加速超硬塗層零件滾動接觸疲勞失效的實驗方法》(中國專利200710062555. 9)公開了一種加速超硬塗層零件滾動接觸疲勞失效的實驗方法，用於評價超硬塗層零件滾動接觸疲勞性能及研究其失效機理。採用該專利進行滾動接觸疲勞加速實驗，是在潤滑油中加入適當比例的超硬微粒，超硬微粒在接觸區表面製造原始微裂紋，並對相對滾滑表層材料缺陷產生誘發擴展作用，製備加速疲勞試樣，然後採用純淨潤滑油對加速疲勞試樣進行常規疲勞實驗，從而縮短疲勞實驗的時間，達到縮短疲勞試驗時間的目的。它的不足之處是所製備的加速疲勞試樣表面的微裂紋是隨機產生的，不能控制缺陷產生的位置、形狀和尺寸。發明內容本發明的目的在於提供一種既能有效節省試件疲勞試驗中消耗時間又可控制產生缺陷的加速零件表面滾動接觸疲勞失效的實驗方法。本發明主要是通過超硬壓頭在零件表面壓制微缺陷，製備加速疲勞試樣，而縮短疲勞失效實驗的時間。本發明的技術方案是
(1)加速疲勞試樣的製備將被測試件置於超硬壓頭下，根據被測試件材料的表面情況，控制壓下載荷0. 5-3Kg和保壓時間l-3min，根據需要在被測試件上不同的位置壓制一個或多個微缺陷，將被測試件製備成加速疲勞試樣，並且可以通過控制超硬壓頭壓下載荷改變零件表面微缺陷尺寸，還可以通過更換不同形狀的超硬壓頭，獲得不同形狀的微缺陷。(2)加速疲勞試樣產生滾動接觸疲勞失效的實驗將製備出的加速疲勞試件置於超硬塗層滾動接觸疲勞實驗機中，採用潤滑油或潤滑脂為潤滑介質，進行常規疲勞實驗，直至加速疲勞試樣產生滾動接觸疲勞失效。本發明與現有技術相比具有如下優點
1、能有效縮短試樣從無裂紋到裂紋萌生的時間，獲得與常規疲勞實驗方法疲勞行為相同的實驗結果，節省疲勞失效實驗中消耗時間從而節省了試樣滾動接觸疲勞性能評價的時間。2、可以根據需要改變零件表面微缺陷尺寸，在零件表面不同位置壓制微缺陷，還可獲得不同形狀的微缺陷，能夠觀察不同位置、不同尺寸或不同形狀的微缺陷在零件表面產生疲勞裂紋的擴展過程，從而獲得零件接觸疲勞破壞的規律，為研究其接觸疲勞失效機理提供實驗數據。
圖1為本發明預製缺陷圖。圖2為本發明疲勞試驗2小時缺陷圖。圖3為本發明疲勞試驗4小時缺陷圖。
具體實施例方式
實施例1 在實驗室條件下，將被測試件置於顯微硬度計下，設定載荷0. ^g，壓下維氏硬度計超硬壓頭，保壓3分鐘，在被測試件表面壓製出一個微缺陷，再選擇被測試件不同位置，以相同的方法，在試件表面壓製出五個微缺陷，將被測試件製備成加速疲勞試樣。在實驗室條件下，將上述製備的加速疲勞試樣置於超硬塗層滾動接觸疲勞實驗機中，採用潤滑油或潤滑脂為潤滑介質，在超硬塗層滾動接觸疲勞實驗機中進行常規疲勞實驗，直至加速疲勞試樣產生滾動接觸疲勞失效。實施例2 在實驗室條件下，將被測試件置於顯微硬度計下，設定載荷1kg，壓下維氏硬度計超硬壓頭，保壓2分鐘，在被測試件表面壓製出一個微缺陷，再選擇被測試件不同位置，以相同的方法，在試件表面壓製出五個微缺陷，將被測試件製備成加速疲勞試樣。在實驗室條件下，將上述製備的加速疲勞試樣置於超硬塗層滾動接觸疲勞實驗機中，採用潤滑油或潤滑脂為潤滑介質，在超硬塗層滾動接觸疲勞實驗機中進行常規疲勞實驗，直至加速疲勞試樣產生滾動接觸疲勞失效。實施例3 在實驗室條件下，將被測試件置於顯微硬度計下，設定載荷3kg，壓下維氏硬度計超硬壓頭，保壓1分鐘，在被測試件表面壓製出一個微缺陷，再選擇被測試件不同位置，以相同的方法，在試件表面壓製出五個微缺陷，將被測試件製備成加速疲勞試樣。在實驗室條件下，將上述製備的加速疲勞試樣置於超硬塗層滾動接觸疲勞實驗機中，採用潤滑油或潤滑脂為潤滑介質，在超硬塗層滾動接觸疲勞實驗機中進行常規疲勞實驗，直至加速疲勞試樣產生滾動接觸疲勞失效。測試結果對比數據表
權利要求
1.一種加速零件表面滾動接觸疲勞失效的實驗方法，其特徵在於(1)加速疲勞試樣的製備將被測試件置於超硬壓頭下，根據被測試件材料的表面情況，控制壓下載荷0. 5-3Kg和保壓時間l-3min，在被測試件上壓制微缺陷，將被測試件製備成加速疲勞試樣；(2)加速疲勞試樣產生滾動接觸疲勞失效的實驗將製備出的加速疲勞試件置於超硬塗層滾動接觸疲勞實驗機中，採用潤滑油或潤滑脂為潤滑介質，進行常規疲勞實驗，直至加速疲勞試樣產生滾動接觸疲勞失效。
2.根據權利要求1所述的一種加速零件表面滾動接觸疲勞失效的實驗方法，其特徵在於可以根據需要在被測試件上不同的位置壓制一個或多個微缺陷。
3.根據權利要求1所述的一種加速零件表面滾動接觸疲勞失效的實驗方法，其特徵在於可以通過控制超硬壓頭壓下載荷改變零件表面微缺陷尺寸。
4.根據權利要求1所述的一種加速零件表面滾動接觸疲勞失效的實驗方法，其特徵在於可以通過更換不同形狀的超硬壓頭，獲得不同形狀的微缺陷。
全文摘要
一種加速零件表面滾動接觸疲勞失效的實驗方法，其主要將被測試件置於超硬壓頭下，根據被測試件材料的表面情況，控制壓下載荷0.5-3Kg和保壓時間1-3min，在被測試件上壓制微缺陷，將被測試件製備成加速疲勞試樣；然後將製備出的加速疲勞試件置於超硬塗層滾動接觸疲勞實驗機中，採用潤滑油或潤滑脂為潤滑介質，進行常規疲勞實驗，直至加速疲勞試樣產生滾動接觸疲勞失效。本發明能夠有效地縮短疲勞失效實驗中消耗時間，而且可以根據需要壓制不同位置、不同尺寸或不同形狀的微缺陷，觀察在零件表面產生各種疲勞裂紋的擴展過程，從而獲得零件接觸疲勞破壞的規律，為研究其接觸疲勞失效機理提供實驗數據。
文檔編號G01N3/00GK102183406SQ20111004713
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月28日 優先權日2011年2月28日
發明者姚寶軍, 楊育林, 高海碧, 鹿玲, 齊效文 申請人:燕山大學