常用的機械表面強化方法有噴(pen)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(sheng)滾(gun)壓強化(hua)(hua)示(shi)意圖如圖7-1所示(shi)。其裝(zhuang)置主要包括(kuo)超聲(sheng)發生器、換能(neng)(neng)器、變幅桿和工(gong)具(ju)頭。加工(gong)原(yuan)理是:換能(neng)(neng)器將電信號轉化(hua)(hua)為機械振動輸(shu)出,機械能(neng)(neng)通過變幅桿放大(da)后(hou)施加在(zai)滾(gun)頭上(shang),滾(gun)壓頭給(gei)材(cai)料(liao)表面施加一定的(de)靜(jing)壓力和超聲(sheng)振動,在(zai)靜(jing)態擠(ji)壓和動態沖擊(ji)下,材(cai)料(liao)發生嚴重的(de)塑性(xing)變形。


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 金屬材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)在擠壓(ya)(ya)和沖擊(ji)作用下,一(yi)方面(mian)(mian),晶粒(li)破碎,晶粒(li)尺寸減小,甚至尺寸可以達(da)到納(na)米級(ji),使(shi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)表面(mian)(mian)形成梯度納(na)米結構層;另一(yi)方面(mian)(mian),表面(mian)(mian)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)塑性(xing)流動,起到“削峰填谷”的(de)(de)作用,提(ti)高(gao)了(le)表面(mian)(mian)光潔度和硬度,并產生了(le)參與壓(ya)(ya)應力(li)。材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)表面(mian)(mian)性(xing)能(neng)的(de)(de)變化(hua)(hua),對(dui)于(yu)改善疲勞、磨損(sun)、腐蝕等(deng)(deng)都是有益的(de)(de)。同時(shi),材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)性(xing)能(neng)的(de)(de)改善程度受加工工藝的(de)(de)影響比較(jiao)大,包括(kuo)主(zhu)軸轉速、進給量、靜壓(ya)(ya)強(qiang)等(deng)(deng)參數,滾壓(ya)(ya)次數也是影響強(qiang)化(hua)(hua)性(xing)能(neng)的(de)(de)另一(yi)因素。