超聲波光整強(qiáng)化工件表層組織結(jié)構(gòu)及性能改進(jìn).pdf

1、為改善材料的表面性能，人們提出了一系列的表面處理方式，如噴丸、滾壓等。與這些傳統(tǒng)的表面處理方式相比，超聲波光整強(qiáng)化技術(shù)是一種低成本、處理方便、效率高的處理方法。目前該技術(shù)仍處于發(fā)展推廣階段，在工程實(shí)際應(yīng)用與基礎(chǔ)理論強(qiáng)化方面的研究不足，在工件表面性能提高方面具有巨大潛力。
　　工業(yè)純鐵具有良好的導(dǎo)磁、導(dǎo)熱性，但硬度、耐磨性和耐腐性差，限制了純鐵的應(yīng)用，為提高純鐵的表面性能，拓展純鐵在工程中的應(yīng)用范圍，以純鐵為研究對(duì)象，借助超景深顯微

2、鏡觀察了工件加工前后表面微觀結(jié)構(gòu)及三維形貌，證明了超聲波光整加工“削峰填谷”作用，工件表層形成塑性流變層，表層晶粒被拉伸，表層粗晶粒得到細(xì)化，光整處理提高了工件在油潤(rùn)滑條件下的耐磨性及干摩擦條件下的抗磨損性能。
　　超聲波光整加工后工件表層形成納米晶粒細(xì)化層，工件表層晶界、空位等非平衡缺陷的數(shù)量劇增，高密度晶界可作為原子擴(kuò)散的通道，適于低溫?cái)U(kuò)散研究，為進(jìn)一步提高純鐵的耐磨性等表面性能，使元素更易滲透，本文提出采用納米顆粒 Cr粉對(duì)

3、純鐵進(jìn)行元素滲透研究，設(shè)計(jì)了一種圓盤工件浸入液體內(nèi)部的超聲光整元素滲透加工工藝，將工件固定在試樣座上，倒入Cr粉無水乙醇懸浮液進(jìn)行光整加工，具有易擴(kuò)散，無需加熱，處理方便，節(jié)能的特點(diǎn)，借助超景深顯微鏡對(duì)添加 Cr懸浮液加工前后工件的三維形貌及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，添加 Cr粉懸浮液加工工件表面三維形貌起伏波動(dòng)小，表層流變層厚度小，晶粒細(xì)化更均勻，提高了工件表層的最大殘余壓應(yīng)力值。
　　為了進(jìn)一步對(duì)純鐵超聲波光整加工元素?cái)U(kuò)散進(jìn)行研究，結(jié)

4、合原子擴(kuò)散理論，提出超聲光整加工過程中不添加冷卻液，加工頭以超聲頻沖擊工件表面，能量逐步累積，其中大部分能量以熱能傳遞，增大了工件表面溫度，適于擴(kuò)散研究，選用納米 Ni、Cr混合粉體為元素?cái)U(kuò)散源，以Cr、Ni粉形成對(duì)照，XRD圖譜發(fā)現(xiàn)Ni的衍射峰，證明純鐵經(jīng)超聲波光整強(qiáng)化加工可實(shí)現(xiàn)元素?cái)U(kuò)散，借助摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)分析添加 Cr、Ni對(duì)工件的耐磨性的影響，添加 Cr、Ni粉體后工件抗磨損性能提高，在中、高載荷下，摩擦系數(shù)小于未添加Cr、Ni粉