利用复合喷丸强化提高钛金属疲劳强度的方法技术

技术编号:1799274 阅读:309 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种利用复合喷丸强化提高钛金属疲劳强度的方法,其特征在于该方法的工艺过程包括去除表面附着物和污物的步骤、高能喷丸的表面纳米化处理和二次细化喷丸的步骤,通过所述的表面纳米化处理可使金属表面获得一定深度的纳米表层和很深的残余压应力场;通过二次细化可使纳米表层的优良性能得以充分发挥,在保持较高残余压应力的情况下,使材料的疲劳强度得到提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及为产生特殊效果的喷射磨料方法,尤其涉及用连续撞击的方式对钛材实施的喷丸加工。
技术介绍
钛及其合金具有高的比强度、优良的耐蚀性和良好的高温性能,在现代航空航天、军事工业和民用工业中占据越来越重要的位置。但是,由于钛及其合金自身的疲劳强度低,分散性大,耐磨性能差等缺点,大大限制了其在工业中的进一步应用。虽然现在已经开发出了多种物理和化学的表面改性技术,可以有效地改善钛及其合金的耐磨性能,但是这些方法几乎都使其疲劳强度反而降低。喷丸和滚压是公认的提高钛及其合金疲劳程度的方法,目前已有大量的研究,但其强化效果都不明显。比较而言,喷丸强化效果相对较好,也只使工业纯钛的疲劳极限一般提高20%左右,远低于喷丸对一般材料的强化效果。而滚压强化提高工业纯钛的疲劳极限的效果更小一些,明显低于其对一般材料的强化效果。
技术实现思路
本专利技术的提出,旨在通过复合喷丸的工艺方法,来提高钛金属的疲劳强度。本专利技术的技术解决方案是这样实现的一种,其特征在于工艺过程分两个步骤第一步,高能喷丸表面纳米化处理,喷丸工艺参数为喷丸介质选用1.0mm~2.0mm的合金钢弹丸,喷丸速度为45m/s~55m/s,喷丸时间为60min~360min;第二步,二次细化喷丸,工艺参数为喷丸介质改用0.3mm~0.6mm的弹丸,喷丸速度依然采用45m/s~55m/s,喷丸时间较短10min~30min。与现有技术相比较,本专利技术所述的复合喷丸强化可使工业纯钛的疲劳极限提高50%以上,远高于其它强化工艺对工业纯钛疲劳性能的影响。该工艺所需设备简单,工艺过程易操作,只需在常用的喷丸或抛丸设备上通过改变喷丸介质、喷丸能量(速度)以及喷丸时间即可。该工艺适用于包括钛金属在内的多种塑性金属材料。附图说明本专利技术附图1幅,示于图1。图1是本专利技术的工艺流程示意图。具体实施例方式一种,这种方法通过高能喷丸强化处理,可以在材料的表面形成一定深度的纳米表层,并在表层产生很高、很深的残余压应力场;然后,通过二次细化喷丸可以降低纳米表层的粗糙度、修复因剧烈塑性变形而引起的表面损伤并弥合表层微裂纹,抑制裂纹在表面产生,使纳米表层的优良性能得到充分发挥,从而借助纳米表层优良性能和较高的残余压应力使材料的疲劳强度得到提高。具体工艺过程包括1、清理表面清理被喷丸零件的表面附着物等污物;2、高能喷丸表面纳米化处理(a)喷丸介质为1.0mm~2.0mm的合金钢弹弹丸;(b)喷丸速度为45m/s~55m/s;(c)喷丸时间为60min~360min;3、二次细化喷丸(a)喷丸介质为0.3mm~0.6mm的合金钢丸;(b)喷丸速度为45m/s~55m/s;(c)喷丸时间为10min~30min。权利要求1.一种,其特征在于该方法的过程包括下述步骤(1)清理表面,去除被喷丸零件的表面附着物和污物;(2)高能喷丸的表面纳米化处理,其工艺条件是(a)喷丸介质为1.0mm~2.0mm的合金钢弹丸;(b)喷丸速度为45m/s~55m/s;(c)喷丸时间为60min~360min;(3)二次细化喷丸(a)喷丸介质为0.3mm~0.6mm的合金钢弹丸;(b)喷丸速度为45m/s~55m/s;(c)喷丸时间为10min~30min。全文摘要本专利技术公开了一种,其特征在于该方法的工艺过程包括去除表面附着物和污物的步骤、高能喷丸的表面纳米化处理和二次细化喷丸的步骤,通过所述的表面纳米化处理可使金属表面获得一定深度的纳米表层和很深的残余压应力场;通过二次细化可使纳米表层的优良性能得以充分发挥,在保持较高残余压应力的情况下,使材料的疲劳强度得到提高。文档编号C22F1/18GK101020946SQ20071001045公开日2007年8月22日 申请日期2007年2月14日 优先权日2007年2月14日专利技术者王生武, 温爱玲, 任瑞铭 申请人:大连交通大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用复合喷丸强化提高钛金属疲劳强度的方法,其特征在于该方法的过程包括下述步骤:(1)清理表面,去除被喷丸零件的表面附着物和污物;(2)高能喷丸的表面纳米化处理,其工艺条件是:(a)喷丸介质为φ1.0mm~φ2.0 mm的合金钢弹丸;(b)喷丸速度为45m/s~55m/s;(c)喷丸时间为60min~360min; (3)二次细化喷丸(a)喷丸介质为φ0.3mm~φ0.6mm的合金钢弹丸;(b)喷丸速度为45m/ s~55m/s;(c)喷丸时间为10min~30min。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王生武温爱玲任瑞铭
申请(专利权)人:大连交通大学
类型:发明
国别省市:91[中国|大连]

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