小麦磨粉机是制粉行业重要的加工设备,在磨粉机工作过程中,其核心部件磨辊与小麦籽粒及其粉料发生剧烈摩擦,磨辊表面材料发生磨损现象,当磨辊的磨损达到一定程度后,磨粉机的生产率与制粉率均明显降低,必须要重新对磨辊表面进行喷砂或拉丝处理。由此可知,磨辊的磨损问题对磨粉机的工作性能产生重大影响,磨辊减磨技术的研究是小麦制粉行业的重要课题。激光淬火技术是对金属材料表面进行强化的一种热处理工艺,该方法利用激光束快速加热工件表面,使其发生相变形成马氏体。小麦磨粉机磨辊的磨损主要是磨料磨损与表面疲劳磨损共同作用的结果,可以利用激光淬火技术对磨辊表面材料的强化和磨损问题进行研究。本文对小麦磨粉机磨辊材料进行激光淬火试验,采用响应曲面的Central Composite试验设计原理,按照三因素五水平试验方法完成激光功率、光斑直径、扫描速度与磨辊材料表面硬度的响应曲面试验,研究激光功率、光斑直径与扫描速度三因素及各因素间的交互作用对磨辊表面硬度的影响且优化出最佳的参数组合,并与未经热处理的原始试样和经普通热处理试样进行对比分析,探讨经激光淬火后磨辊表面材料的磨损机理。主要研究内容及结果如下:1.利用响应曲面中心复合旋转组合设计法完成了以激光功率、光斑直径、扫描速度三因素与响应值硬度之间的试验,同时对三因素与各因素间交互作用进行了显著性分析。三因素对硬度显著性的影响顺序为:激光功率、光斑直径、扫描速度;三因素之间的交互作用中,激光功率与扫描速度对硬度的影响较显著,其他因素间的交互作用均不显著;硬度最优的激光淬火工艺参数组合为:激光功率190w,光斑直径0.70mm,扫描速度220mm/s,硬度为689HV。2.对完成经激光淬火最优工艺参数组合的试样的磨损性能与课题组前期进行的普通热处理试样进行了分析对比,得出以下的结果:经960℃(1 h)空淬+250℃(2 h)回火普通热处理试样的质量损失约为未经热处理试样质量损失的42%,经激光淬火处理试样的质量损失约为经960℃(1 h)空淬+250℃(2 h)回火普通热处理试样的质量损失的17%;经激光淬火处理试样的磨损率约为经普通热处理试样磨损率的16%;激光淬火处理后其硬度提升了1.35倍;激光淬火致使试样内部组织晶粒细化,形成大量马氏体,残留少量奥氏体;经960℃(1 h)空淬+250℃(2 h)回火普通热处理和激光淬火处理试样被磨损表面的Fe元素的含量有所减少,C元素的含量有所增加;未经激光处理原始试样的接触角为62.9~°,而激光淬火处理后试样的接触角为68.05~°,接触角的增大改善了材料表面的磨损性能。3.激光淬火处理能有效减缓小麦粉料与试样间的摩擦作用,塑性变形减少,有效抑制试样表面发生疲劳破坏,提高材料的磨损周期,进而延长磨辊的使用寿命;小麦磨粉机磨辊表面材料的主要磨损失效形式是材料发生塑变强化和塑性耗尽导致脆性断裂,进而从母体脱落。