常用的機械表面強化方法有噴丸(wan)、超聲沖擊、水射流、表面滾壓等,超聲強化是目前應用最多的一種強化方法,已被廣泛應用在各個領域。超聲強化技術最早是由蘇聯專家提出的,用于提高焊接件的疲勞壽命。從最早的超聲沖擊,已發展出超聲噴丸、超聲振動擠壓、超聲滾壓、超聲振動輔助電火花加工等方法。其中超聲滾壓又包含超聲表面滾壓(ultrasonic surface rolling processing,USRP)、超聲深冷滾壓、超聲深滾等技術。浙江至德鋼業有限公司通過超聲滾壓技術對奧氏體不銹鋼進行表面處理,研究其表面性能的變化。


 超聲滾(gun)壓強化(hua)示意圖如圖7-1所示。其(qi)裝置主要(yao)包括超聲發生器(qi)(qi)、換能器(qi)(qi)、變幅桿(gan)和(he)工(gong)(gong)具(ju)頭(tou)。加工(gong)(gong)原理(li)是:換能器(qi)(qi)將(jiang)電(dian)信號轉化(hua)為機械振(zhen)動輸出(chu),機械能通過變幅桿(gan)放大(da)后施加在(zai)滾(gun)頭(tou)上,滾(gun)壓頭(tou)給材料表面施加一定的靜(jing)壓力和(he)超聲振(zhen)動,在(zai)靜(jing)態(tai)擠(ji)壓和(he)動態(tai)沖擊下(xia),材料發生嚴重的塑(su)性變形。


1.jpg


 金屬材(cai)料(liao)在擠壓(ya)和沖擊作(zuo)用下,一方(fang)(fang)面(mian),晶粒破碎,晶粒尺寸減小(xiao),甚至尺寸可以達(da)到納(na)米(mi)(mi)級,使材(cai)料(liao)表(biao)面(mian)形成(cheng)梯度(du)(du)納(na)米(mi)(mi)結構層;另(ling)一方(fang)(fang)面(mian),表(biao)面(mian)材(cai)料(liao)的塑(su)性流動(dong),起到“削峰(feng)填谷”的作(zuo)用,提高(gao)了表(biao)面(mian)光(guang)潔度(du)(du)和硬(ying)度(du)(du),并產(chan)生了參(can)與壓(ya)應力。材(cai)料(liao)表(biao)面(mian)性能(neng)的變化,對于改善疲勞、磨(mo)損(sun)、腐蝕等都是(shi)有益(yi)的。同時,材(cai)料(liao)性能(neng)的改善程度(du)(du)受加工工藝的影響(xiang)比較大,包括主軸(zhou)轉(zhuan)速(su)、進給(gei)量、靜壓(ya)強等參(can)數(shu),滾壓(ya)次數(shu)也是(shi)影響(xiang)強化性能(neng)的另(ling)一因素。