机械工程学报

作者：张勃洋, 李硕, 张清东, 刘吉阳, 张立元

单位：北京科技大学机械工程学院 北京 100083

关键词：齿高估算模型,齿轮滚轧成形,啮合理论,验证分析,轧轮齿全高,AISI304不锈钢/Q235A碳钢,表面微观形貌,结合质量,界面几何特征,热静压复合；

基金：国家自然科学基金资助项目（51575040）

双金属受压变形复合过程中表面形貌是影响其界面变形行为及结合质量的重要因素。针对AISI 304不锈钢与Q235A碳钢，通过车削加工制备3种具有不同表面微观形貌的圆柱型试样组，在真空条件下实现该两种金属的热静压复合后，利用无损检测技术测定界面复合率、单轴拉伸破坏试验测定复合材料的强度，并在其复合区域取样，利用扫描电镜观察接触界面轮廓的几何特征，分析复合过程中界面变形规律及对复合质量的影响；基于商业有限元软件模拟分析复合过程接触表面粗糙峰变形，研究表面微观形貌对复合过程的影响机制。结果表明，表面微观形貌对热静压复合过程中界面的变形和复合质量影响显著；在复合过程中，较硬的不锈钢粗糙峰几乎无变形地嵌入进碳钢基体内，而较软的碳钢粗糙峰则明显被压扁变平；此外，不锈钢和碳钢试样在复合前通过表面预处理获得的不同粗糙度对于复合质量具有相反的影响作用，不锈钢表面越粗糙越有利于复合，碳钢表面越光滑越有利于复合；不锈钢侧界面粗糙度增大和碳钢侧界面粗糙度减小，都可以使得界面两侧金属相对滑动减小、界面间接触应力增大，从而提高了界面复合质量。

来源：2019年第10期

《机械工程学报》期刊编辑部

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