專利名稱：一種加速零件表面滾動(dòng)接觸疲勞的實(shí)驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種零件表面滾動(dòng)接觸疲勞失效的實(shí)驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
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(píng)價(jià)對(duì)使用者至關(guān)重要。通常使用的加速滾動(dòng)接觸疲勞實(shí)驗(yàn)方法有兩種，一是提高實(shí)驗(yàn)速度，二是增加實(shí)驗(yàn)載荷。采用這兩種加速疲勞實(shí)驗(yàn)方法要得到與實(shí)際工況條件相似疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果都要受到極限實(shí)驗(yàn)速度和極限實(shí)驗(yàn)載荷的限制。在《一種加速超硬涂層零件滾動(dòng)接觸疲勞失效的實(shí)驗(yàn)方法》(中國(guó)專利200710062555. 9)公開了一種加速超硬涂層零件滾動(dòng)接觸疲勞失效的實(shí)驗(yàn)方法，用于評(píng)價(jià)超硬涂層零件滾動(dòng)接觸疲勞性能及研究其失效機(jī)理。采用該專利進(jìn)行滾動(dòng)接觸疲勞加速實(shí)驗(yàn)，是在潤(rùn)滑油中加入適當(dāng)比例的超硬微粒，超硬微粒在接觸區(qū)表面制造原始微裂紋，并對(duì)相對(duì)滾滑表層材料缺陷產(chǎn)生誘發(fā)擴(kuò)展作用，制備加速疲勞試樣，然后采用純凈潤(rùn)滑油對(duì)加速疲勞試樣進(jìn)行常規(guī)疲勞實(shí)驗(yàn)，從而縮短疲勞實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，達(dá)到縮短疲勞試驗(yàn)時(shí)間的目的。它的不足之處是所制備的加速疲勞試樣表面的微裂紋是隨機(jī)產(chǎn)生的，不能控制缺陷產(chǎn)生的位置、形狀和尺寸。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種既能有效節(jié)省試件疲勞試驗(yàn)中消耗時(shí)間又可控制產(chǎn)生缺陷的加速零件表面滾動(dòng)接觸疲勞失效的實(shí)驗(yàn)方法。本發(fā)明主要是通過超硬壓頭在零件表面壓制微缺陷，制備加速疲勞試樣，而縮短疲勞失效實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。本發(fā)明的技術(shù)方案是
(1)加速疲勞試樣的制備將被測(cè)試件置于超硬壓頭下，根據(jù)被測(cè)試件材料的表面情況，控制壓下載荷0. 5-3Kg和保壓時(shí)間l-3min，根據(jù)需要在被測(cè)試件上不同的位置壓制一個(gè)或多個(gè)微缺陷，將被測(cè)試件制備成加速疲勞試樣，并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(chǎn)生滾動(dòng)接觸疲勞失效的實(shí)驗(yàn)將制備出的加速疲勞試件置于超硬涂層滾動(dòng)接觸疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)中，采用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂為潤(rùn)滑介質(zhì)，進(jìn)行常規(guī)疲勞實(shí)驗(yàn)，直至加速疲勞試樣產(chǎn)生滾動(dòng)接觸疲勞失效。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、能有效縮短試樣從無(wú)裂紋到裂紋萌生的時(shí)間，獲得與常規(guī)疲勞實(shí)驗(yàn)方法疲勞行為相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，節(jié)省疲勞失效實(shí)驗(yàn)中消耗時(shí)間從而節(jié)省了試樣滾動(dòng)接觸疲勞性能評(píng)價(jià)的時(shí)間。2、可以根據(jù)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(chǎn)生疲勞裂紋的擴(kuò)展過程，從而獲得零件接觸疲勞破壞的規(guī)律，為研究其接觸疲勞失效機(jī)理提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。


圖1為本發(fā)明預(yù)制缺陷圖。圖2為本發(fā)明疲勞試驗(yàn)2小時(shí)缺陷圖。圖3為本發(fā)明疲勞試驗(yàn)4小時(shí)缺陷圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 在實(shí)驗(yàn)室條件下，將被測(cè)試件置于顯微硬度計(jì)下，設(shè)定載荷0. ^g，壓下維氏硬度計(jì)超硬壓頭，保壓3分鐘，在被測(cè)試件表面壓制出一個(gè)微缺陷，再選擇被測(cè)試件不同位置，以相同的方法，在試件表面壓制出五個(gè)微缺陷，將被測(cè)試件制備成加速疲勞試樣。在實(shí)驗(yàn)室條件下，將上述制備的加速疲勞試樣置于超硬涂層滾動(dòng)接觸疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)中，采用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂為潤(rùn)滑介質(zhì)，在超硬涂層滾動(dòng)接觸疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)中進(jìn)行常規(guī)疲勞實(shí)驗(yàn)，直至加速疲勞試樣產(chǎn)生滾動(dòng)接觸疲勞失效。實(shí)施例2 在實(shí)驗(yàn)室條件下，將被測(cè)試件置于顯微硬度計(jì)下，設(shè)定載荷1kg，壓下維氏硬度計(jì)超硬壓頭，保壓2分鐘，在被測(cè)試件表面壓制出一個(gè)微缺陷，再選擇被測(cè)試件不同位置，以相同的方法，在試件表面壓制出五個(gè)微缺陷，將被測(cè)試件制備成加速疲勞試樣。在實(shí)驗(yàn)室條件下，將上述制備的加速疲勞試樣置于超硬涂層滾動(dòng)接觸疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)中，采用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂為潤(rùn)滑介質(zhì)，在超硬涂層滾動(dòng)接觸疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)中進(jìn)行常規(guī)疲勞實(shí)驗(yàn)，直至加速疲勞試樣產(chǎn)生滾動(dòng)接觸疲勞失效。實(shí)施例3 在實(shí)驗(yàn)室條件下，將被測(cè)試件置于顯微硬度計(jì)下，設(shè)定載荷3kg，壓下維氏硬度計(jì)超硬壓頭，保壓1分鐘，在被測(cè)試件表面壓制出一個(gè)微缺陷，再選擇被測(cè)試件不同位置，以相同的方法，在試件表面壓制出五個(gè)微缺陷，將被測(cè)試件制備成加速疲勞試樣。在實(shí)驗(yàn)室條件下，將上述制備的加速疲勞試樣置于超硬涂層滾動(dòng)接觸疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)中，采用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂為潤(rùn)滑介質(zhì)，在超硬涂層滾動(dòng)接觸疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)中進(jìn)行常規(guī)疲勞實(shí)驗(yàn)，直至加速疲勞試樣產(chǎn)生滾動(dòng)接觸疲勞失效。測(cè)試結(jié)果對(duì)比數(shù)據(jù)表
權(quán)利要求
1.一種加速零件表面滾動(dòng)接觸疲勞失效的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于(1)加速疲勞試樣的制備將被測(cè)試件置于超硬壓頭下，根據(jù)被測(cè)試件材料的表面情況，控制壓下載荷0. 5-3Kg和保壓時(shí)間l-3min，在被測(cè)試件上壓制微缺陷，將被測(cè)試件制備成加速疲勞試樣；(2)加速疲勞試樣產(chǎn)生滾動(dòng)接觸疲勞失效的實(shí)驗(yàn)將制備出的加速疲勞試件置于超硬涂層滾動(dòng)接觸疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)中，采用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂為潤(rùn)滑介質(zhì)，進(jìn)行常規(guī)疲勞實(shí)驗(yàn)，直至加速疲勞試樣產(chǎn)生滾動(dòng)接觸疲勞失效。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加速零件表面滾動(dòng)接觸疲勞失效的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于可以根據(jù)需要在被測(cè)試件上不同的位置壓制一個(gè)或多個(gè)微缺陷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加速零件表面滾動(dòng)接觸疲勞失效的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于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(jù)權(quán)利要求1所述的一種加速零件表面滾動(dòng)接觸疲勞失效的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于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(dòng)接觸疲勞失效的實(shí)驗(yàn)方法，其主要將被測(cè)試件置于超硬壓頭下，根據(jù)被測(cè)試件材料的表面情況，控制壓下載荷0.5-3Kg和保壓時(shí)間1-3min，在被測(cè)試件上壓制微缺陷，將被測(cè)試件制備成加速疲勞試樣；然后將制備出的加速疲勞試件置于超硬涂層滾動(dòng)接觸疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)中，采用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂為潤(rùn)滑介質(zhì)，進(jìn)行常規(guī)疲勞實(shí)驗(yàn)，直至加速疲勞試樣產(chǎn)生滾動(dòng)接觸疲勞失效。本發(fā)明能夠有效地縮短疲勞失效實(shí)驗(yàn)中消耗時(shí)間，而且可以根據(jù)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(chǎn)生各種疲勞裂紋的擴(kuò)展過程，從而獲得零件接觸疲勞破壞的規(guī)律，為研究其接觸疲勞失效機(jī)理提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01N3/00GK102183406SQ20111004713
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者姚寶軍, 楊育林, 高海碧, 鹿玲, 齊效文 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)