本发明专利技术公开了一种低熔点金属电致塑性环向辗摩超细化方法及其装置，方法包括将低熔点金属待处理试件加工成圆柱体状，使圆柱体状的低熔点金属待处理试件沿旋转面进行自转，沿自转的圆柱体状的低熔点金属待处理试件的母线方向对低熔点金属待处理试件进行行进式表面辗摩；还对低熔点金属待处理试件提供脉冲电流；装置包括试件夹紧自转构件、控压辗摩构件、冷却构件、竖向进给构件和脉冲供电构件；本发明专利技术采用的低熔点金属电致塑性环向辗摩表面超细化技术，通过金属的动态再结晶行为来达到目的，同时采用电塑性原理，在一定程度上使得金属表面在细化工程中的加工效率、表面细化程度以及表面成型性得以提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属塑性加工领域，具体设及一种低烙点金属电致塑性环向無摩超细 化方法及其装置。
技术介绍
侣儀等低烙点金属在服役环境下，材料的失稳（如疲劳、磨损和腐蚀等）多始于表 面，因此只有在材料表面制备出一定程度的细化晶粒，即表面超细化技术，就可W通过组织 优化提高低烙点材料的整体性能和服役行为。目前广泛应用于制备金属材料表面细晶材料 的方法有表面机械研磨处理法、凸轮漉压法、气动喷丸法和超音速颗粒轰击法等方法。 虽然上述几种方法都能达到金属表面晶粒细化的目的，但运些方法或由于制备技 术复杂、成本高或由于对所制备的材料要求较为严格而受到限制，并且上述制备细晶材料 的方法多数通过在材料表面进行反复的施加载荷，积累足够大的累积塑性变形量，通过位 错使得粗晶逐步演化为细晶，由于加工过程过于繁琐，使得工业实际应用受到了限制。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术的目的是提供一种低烙点金属电致塑性环 向無摩超细化方法及其装置，该方法不仅能快速的实现低烙点金属的表面细化，通过金属 的动态再结晶原理使本专利技术的方法和装置进行低烙点金属的表面细化时工序更加简单经 济，同时采用电塑性原理，提高的娠压时金属的成型性，使得非基面滑移系启动，使得金属 塑性提高。 为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下： -种低烙点金属电致塑性环向無摩超细化方法，将低烙点金属待处理试件加工成 圆柱体状，使圆柱体状的低烙点金属待处理试件沿旋转面进行自转，沿自转的圆柱体状的 低烙点金属待处理试件的母线方向对低烙点金属待处理试件进行行进式表面無摩;还对低 烙点金属待处理试件提供脉冲电流。 具体的，所述的圆柱体状的低烙点金属待处理试件的自转角速度与行进式表面無 摩的行进速度比为2~10;自转角速度的单位为r/min，行进式表面無摩的行进速度单位为 mm/min;所述的脉冲电流为30讯2~12〇3ib2A，b表示圆柱体状的低烙点金属待处理试件的底 面半径，脉冲电流的周期为50监~100监。 更具体的，对低烙点金属待处理试件进行行进式表面無摩时的压下量为0.2~ 1 2γπιτι 〇 还有，所述的低烙点金属为ΑΖ31儀合金，对ΑΖ31儀合金待处理试件进行行进式表 面無摩时的压下量为0.2~0.8mm。 另外，进行行进式表面無摩的单位無摩面积与圆柱体状的低烙点金属待处理试件 的侧面积的面积比为1:4~24。 实现所述的低烙点金属电致塑性环向無摩超细化方法的装置，包括试件夹紧自转 构件、控压無摩构件、冷却构件、竖向进给构件和脉冲供电构件，试件夹紧自转构件用于夹 紧圆柱体状的低烙点金属待处理试件并控制其沿旋转面进行自转，控压無摩构件在竖向进 给构件的带动下沿圆柱体状的低烙点金属待处理试件的母线方向进行行进式無摩，冷却构 件对加工过程中的圆柱体状的低烙点金属待处理试件进行冷却，脉冲供电构件给低烙点金 属待处理试件提供脉冲电流。 具体的，所述的控压無磨构件包括無磨头和与無磨头同轴连接的压力器，压力器 与竖向进给构件的移动端垂直固定连接。 更具体的，所述的無磨头的無磨面为弧形面，弧形面的弧度为^~^。 另外，所述的试件夹紧自转构件包括Ξ棘爪和旋转马达，Ξ棘爪夹紧圆柱体状的 低烙点金属待处理试件，旋转马达带动Ξ棘爪圆柱体状的低烙点金属待处理试件一起沿旋 转面进行自转。 还有，所述的试件夹紧自转构件还包括顶针，顶针位于Ξ棘爪的上方，Ξ棘爪将圆 柱体状的低烙点金属待处理试件的一个底面端夹紧，顶针在圆柱体状的低烙点金属待处理 试件的另一个底面顶紧。 本专利技术的优点： 1、本专利技术采用的低烙点金属电致塑性环向無摩超细化方法，该方法主要通过自转 的圆柱体状的低烙点金属待处理试件与沿母线方进行行进式表面無磨的双向相对运动的 方式实现对金属表面的细化，甚至是超细化，低烙点金属材料表面在受到压力和表面切向 的摩擦力共同作用时，摩擦切向力使得金属表面晶粒破碎，且由于材料受到的切应力为面 切应力，使得材料沿着切向塑性变形提高，达到细化表面的目的；同时材料发生剧烈塑性变 形，较大的摩擦热使得金属发生动态再结晶，达到进一步晶粒细化的目的；不需要累积的应 变量，不需要通过位错和李晶及其交互作用的逐步演化来控制金属晶粒的细化，而是通过 金属的动态再结晶行为来达到目的。另外配合电塑性原理，提高的娠压时金属的成型性，使 得非基面滑移系启动，使得金属塑性提高，在一定程度上使得金属表面在细化工程中的加 工效率、表面细化程度W及表面成型性得W提高； 2、相比传统的金属表面细化方式，本专利技术的加工方式更加简单，成本低，利于工业 化应用； 3、本专利技术还给出了专口用于实现低烙点金属环向無摩表面超细化方法的装置，该 装置主要通过夹紧自转构件、控压無磨构件、冷却构件、竖向进给构件和脉冲供电构件实现 试件的自转和行进式無磨的双向运动的结合，试件夹紧自转构件用于夹紧圆柱体状的低烙 点金属待处理试件并控制其沿旋转面进行自转，控压無磨构件在竖向进给构件的带动下沿 圆柱体状的低烙点金属待处理试件的母线方向进行行进式無磨，冷却构件对加工过程中的 圆柱体状的低烙点金属待处理试件进行冷却，脉冲供电构件给低烙点金属待处理试件提供 脉冲电流； 4、另外，本专利技术的实现低烙点金属环向無摩表面超细化方法的装置中的無磨头与 试件的配合是面配合，無摩头在压力的作用下压入一个高速旋转的待处理试件的表面，材 料表面在受到压力和表面的切向的摩擦力共同作用，摩擦切向力使得金属表面晶粒破碎， 由于材料受到的切应力为面切应力，使得材料沿着切向塑性变形提高，材料达到细化的目 的。【附图说明】 图1为本专利技术的低烙点金属电致塑性环向無摩表面超细化装置的结构示意图； 图2为图1的無摩头与试件的结构关系示意图； 图3为無摩头表面的花纹，图中的A、B和C分别表示Ξ种不同的花纹； 图4为本专利技术的無摩头在圆柱形加工件表面对应的弧度Ψ示意图，图中D表示圆柱 体状试件的直径，图中的圆形表示圆柱体状试件的横向剖面图； 图5为实施例一中试件加工前后金相组织图；图6为实施例二中试件加工前的表面透射显微照片； 图7为实施例二中试件加工后的表面透射显微照片； 图8为对比例一种试件的加工后金相组织图； 图1和2中各标号表示为：1-無摩头、2-固定套筒、3-压力器、4-压力控制系统、5-第 一保护罩、6-竖向进给马达、7-旋转马达、8-Ξ棘爪、9-工作台、10-低烙点金属待处理试件、 11-第二保护罩、12-顶针、13-冷却构件、14-Ξ棘爪导电刷、15-脉冲电源、16-试件导电刷； W下结合说明书附图和【具体实施方式】对本专利技术做具体说明。【具体实施方式】 本专利技术的一种低烙点金属电致塑性环向無摩超细化方法，包括将低烙点金属待处 理试件加工成圆柱体状，使圆柱体状的低烙点金属待处理试件沿旋转面进行自转，沿自转 的圆柱体状的低烙点金属待处理试件的母线方向对低烙点金属待处理试件进行行进式表 面無摩;还对低烙点金属待处理试件提供脉冲电流。低烙点金属材料表面在受到压力和表 面切向的摩擦力共同作用时，摩擦切向力使得金属表面晶粒破碎，且由于材料受到的切应 力为面切应力，使得材料沿着切向塑性变形提高，达到细化表面的目的；同时材料发生剧烈 塑性变形，较大的摩擦热使得金属发生本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低熔点金属电致塑性环向辗摩超细化方法，其特征在于，将低熔点金属待处理试件加工成圆柱体状，使圆柱体状的低熔点金属待处理试件沿旋转面进行自转，沿自转的圆柱体状的低熔点金属待处理试件的母线方向对低熔点金属待处理试件进行行进式表面辗摩；还对低熔点金属待处理试件提供脉冲电流。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王快社，乔柯，王文，李天麒，张巡辉，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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