一种用于金属表面空化射流强化的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于金属表面空化射流强化的装置，包括升降装置、三坐标移动装置、控制系统、供水系统、螺旋式空化射流喷嘴、加工池和回收池，加工池位于升降装置上，并与回收池连通，螺旋式空化射流喷嘴安装在三坐标移动装置上，并位于加工池的上方，供水系统为螺旋式空化射流喷嘴供水，控制系统控制升降装置和三坐标移动装置按照设定程序移动。本发明专利技术利用螺旋加速流道使液体介质产生旋转角速度形成漩涡，并使得漩涡的涡心压力降低至饱和蒸气压甚至负压，诱导产生大量稳定的旋涡空泡，无需引入激光等外部能量诱导产生空化空泡，通过螺旋式空化射流喷嘴扩散腔的扩散角作用，强化空化产生的效果。

A device for strengthening cavitation jet on metal surface

The invention provides a device for metal surface cavitation jet strengthening, including lifting device, three coordinate moving device, control system, water supply system, spiral cavitation jet nozzle, processing and recycling processing pool pool, pool is located on the lifting device, and connected with the recovery tank, spiral cavitation jet nozzle is arranged on the three coordinate the mobile device, and is positioned above the processing pool, water supply system for the spiral jet nozzle cavitation water supply control system to control the lifting device and the three coordinate moving device set in accordance with the program of mobile. The invention uses spiral flow liquid medium angular velocity vortices. And the vortex vortex pressure reduced to saturated vapor pressure or negative pressure, vortex cavitation induced a large number of stable, without introducing laser external energy induced cavitation bubble, diffusion through the spiral cavitation jet nozzle cavity diffusion angle. Strengthen the cavitation effect.

【技术实现步骤摘要】
一种用于金属表面空化射流强化的装置
本专利技术涉及强化金属材料领域，特别是涉及一种强化金属材料表面的装置。
技术介绍
在某些特殊的领域需要运用高性能抗疲劳材料，如航空航天、汽车或者国防军工领域，研究发现在表面引入残余压应力可以明显的改善金属材料的疲劳强度。目前，存在许多改善表面性能的机械方法，如弹丸冲击强化、激光冲击强化、超声喷丸以及深轧和辊压等，均可以导致材料表面残余压应力的形成。空化现象是流体动力学中一种非常普遍的现象，其广泛存在于人们的日常生活中，是引起众多水利设备无法正常运行的根源，严重阻碍了工程、医疗等领域的发展。近年来，随着国内外大量的学者对空化现象的不断深入研究，逐渐揭开了产生空蚀破坏原因的神秘面纱。在人们找到空蚀成因的同时，有些学者指出是否可以将空化时所产生的高温高压的极端物理环境利用起来，为人们所用。研究发现，空化空泡在撞击材料表面过程中形成硬化和压缩残余应力，尤其是撞击过程中没有涉及到固体的碰撞，因此空化空泡冲击波强化材料表面比传统机械强化的表面更加光滑。目前，人们在这方面已经有了不少的成果。如通过独特结构的喷嘴诱发空化，这样可以利用空化射流进行清洗；通过具有特殊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于金属表面空化射流强化的装置，其特征在于，包括升降装置、三坐标移动装置、控制系统、供水系统、螺旋式空化射流喷嘴(24)和加工池(19)；所述加工池(19)安装于升降装置上，加工池(19)内蓄有液体；所述螺旋式空化射流喷嘴(24)安装于三坐标移动装置上，并位于加工池(19)的上方，所述供水系统通过管路连接到螺旋式空化射流喷嘴(24)；所述控制系统包括控制器(23)、伺服系统(7)和计算机(4)，所述计算机(4)与控制器(23)和伺服系统(7)电连接，所述控制器(23)与三坐标移动装置电连接，控制器(23)根据计算机(4)的指令控制三坐标移动装置的移动，所述伺服系统(7)与升降装置电连接，伺...

【技术特征摘要】
1.一种用于金属表面空化射流强化的装置，其特征在于，包括升降装置、三坐标移动装置、控制系统、供水系统、螺旋式空化射流喷嘴(24)和加工池(19)；所述加工池(19)安装于升降装置上，加工池(19)内蓄有液体；所述螺旋式空化射流喷嘴(24)安装于三坐标移动装置上，并位于加工池(19)的上方，所述供水系统通过管路连接到螺旋式空化射流喷嘴(24)；所述控制系统包括控制器(23)、伺服系统(7)和计算机(4)，所述计算机(4)与控制器(23)和伺服系统(7)电连接，所述控制器(23)与三坐标移动装置电连接，控制器(23)根据计算机(4)的指令控制三坐标移动装置的移动，所述伺服系统(7)与升降装置电连接，伺服系统(7)根据计算机(4)的指令控制升降台(2)的移动。2.根据权利要求1所述的用于金属表面空化射流强化的装置，其特征在于，所述螺旋式空化射流喷嘴(24)为圆柱状，内部沿轴向设有空腔，所述空腔包括连通的圆柱腔(21)和扩散腔(23)，所述圆柱腔(21)内设有螺旋加速段(22)，所述螺旋加速段(22)与圆柱腔(21)过渡配合，所述螺旋加速段(22)为圆柱状，螺旋加速段(22)的圆柱表面上设有多条平行的螺旋加速流道(25)。3.根据权利要求2所述的用于金属表面空化射流强化的装置，其特征在于，所述螺旋加速流道(25)的切线与螺旋式空化射流喷嘴(24)的轴线的夹角α为50°～60°，所述螺旋加速流道(25)的有效圈数为0.5～1，节距为5～7cm，所述螺旋加速段(22)的长度为4～6cm。4.根据权利要求2所述的用于金属表面空化射流强化的装置，其特征在于，所述螺旋加速流道(25)的截面呈半圆形。5.根据权利要求2所述的用于金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，张文全，杨勇飞，施卫东，赵晓凡，张扬，平元峰，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32