脈沖磁化與等離子體滲氮復合工藝及其數(shù)值模擬.pdf

1、離子氮化技術已在工業(yè)中廣泛運用，在表面處理行業(yè)中具有廣闊的前景。隨著對材料表面性能要求越來越苛刻，離子氮化工作人員的處理經(jīng)驗和氮化層的質量卻制約著離子氮化的發(fā)展。與此同時，因中碳鋼材料滲氮層淺，滲氮后表面硬度提高不顯著，在實際生產(chǎn)中，中碳鋼很少用離子氮化作表面處理。離子滲氮在中碳鋼領域沒有特別進展，中碳鋼多采用高頻淬火等方式強化表面。
　　為了解決上述問題，提出脈沖磁化與等離子滲氮復合技術方案，對45鋼進行新復合工藝實驗研究，進一

2、步改善中碳鋼表面的耐磨性與耐久性;并將ANSYS有限元分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡引入復合工藝參數(shù)設計中，為實現(xiàn)數(shù)字智能化離子滲氮處理打下基礎。
　　首先建立BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡，獲得離子滲氮工藝所需的溫度、時間和氨氣流量;其次利用ANSYS有限元分析軟件對滲氮爐進行熱分析和氨氣流場分析確定滲氮樣品的在爐內的擺放位置;制作一臺適用的脈沖磁化裝置，對一批45鋼試件進行100周次脈沖磁化處理;再將未進行脈沖磁化處理的與脈沖磁化處理的45鋼試件同爐進

3、行離子滲氮;利用金相顯微鏡，顯微硬度計，耐磨性測試儀對實驗結果進行檢測，最后對比分析驗證實驗結果。
　　通過ANSYS有限元分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡指導滲氮工藝參數(shù)設計，進行離子滲氮處理后，實驗所得滲層厚度與硬度與目標值誤差在7％以內;經(jīng)復合工藝處理的試樣對比常規(guī)離子滲氮工藝的試樣，其表面硬度、滲層厚度和耐磨性都提高100％～150％左右。
　　脈沖磁化與等離子滲氮復合新工藝顯著提高了滲氮效果，彌補了中碳鋼常規(guī)離子滲氮的不足。首次