表面超声滚压加工对配气机构凸轮轴材料滚动接触疲劳性能的影响

作者：马梦阳; 李小强; 赖福强; 胡雄风; 魏涛; 屈盛官

来源：中南大学学报(自然科学版), 2020, 51(09): 2430-2441.

• 表面超声滚压加工
• 凸轮轴材料
• 滚动接触疲劳寿命
• 滚动接触疲劳失效机理

为提高某型号发动机配气机构中凸轮材料C53钢的滚动接触疲劳性能,对材料表面进行不同静压力（分别为400,600,800和1 000 N）的表面超声滚压加工（SURP）,并分别对加工前后材料的表面形貌、表面粗糙度、显微硬度、表面残余压应力及接触疲劳等性能进行对比研究。研究结果表明:与未加工试样相比,经过SURP的试样其以上各性能都明显提升,其中,当静压力为600 N时,对材料各性能增强作用效果最好,包括使其表面质量最高,显微硬度(HV0.2)可由583.4（未加工）提升至661.1（SURP）,表层残余压应力从-327.8 MPa（未加工）提高到-1 437.6 MPa（SURP）,并具有最长的滚动接触疲劳寿命;额定寿命(L10)、中值寿命(L50)、特征寿命(L63.2)分别为6.419×10～6,8.535×10和9.250×10～6转,分别为未加工试样相对应寿命的7.4,4.8和4.2倍。由此可知,SURP静压力为600 N对该种凸轮轴材料的疲劳性能提升作用最显著。

• 单位
  潍柴动力股份有限公司; 华南理工大学