常用的機械表面強化方法有噴丸、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)(gun)(gun)壓強化(hua)(hua)示意圖(tu)如圖(tu)7-1所示。其裝(zhuang)置(zhi)主要包括(kuo)超聲發生器(qi)、換能器(qi)、變(bian)幅(fu)桿(gan)和工具頭。加工原(yuan)理是:換能器(qi)將(jiang)電信(xin)號轉化(hua)(hua)為機械(xie)振(zhen)動(dong)(dong)輸(shu)出,機械(xie)能通過變(bian)幅(fu)桿(gan)放大后施加在滾(gun)(gun)(gun)頭上(shang),滾(gun)(gun)(gun)壓頭給材(cai)料表面施加一定的(de)靜壓力和超聲振(zhen)動(dong)(dong),在靜態擠壓和動(dong)(dong)態沖擊下,材(cai)料發生嚴重(zhong)的(de)塑性(xing)變(bian)形。


1.jpg


 金屬材(cai)(cai)料(liao)在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)和沖擊作(zuo)用(yong)下,一(yi)方(fang)面(mian)(mian)(mian),晶粒破碎,晶粒尺(chi)寸減小(xiao),甚至尺(chi)寸可(ke)以(yi)達(da)到(dao)納米級,使材(cai)(cai)料(liao)表面(mian)(mian)(mian)形(xing)成(cheng)梯(ti)度納米結構層;另一(yi)方(fang)面(mian)(mian)(mian),表面(mian)(mian)(mian)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)塑性(xing)流(liu)動,起到(dao)“削峰(feng)填谷(gu)”的(de)(de)作(zuo)用(yong),提高了表面(mian)(mian)(mian)光潔度和硬度,并產生了參與壓(ya)(ya)應力。材(cai)(cai)料(liao)表面(mian)(mian)(mian)性(xing)能(neng)的(de)(de)變化,對(dui)于改善疲勞、磨損、腐(fu)蝕等都是有益的(de)(de)。同時,材(cai)(cai)料(liao)性(xing)能(neng)的(de)(de)改善程度受加工工藝的(de)(de)影響比(bi)較大,包括(kuo)主軸(zhou)轉速、進給量、靜(jing)壓(ya)(ya)強(qiang)等參數(shu)(shu),滾(gun)壓(ya)(ya)次數(shu)(shu)也是影響強(qiang)化性(xing)能(neng)的(de)(de)另一(yi)因素。