一种多场耦合表面强化的方法技术

本发明专利技术提供了一种多场耦合表面强化的方法，所述方法首先进行金属工件的选取，测量出不同参数下使金属工件表面粗糙度最低的一种支撑装置参数、加工道次、加工压力和电流值，然后启动支撑装置带动金属工件旋转，通过施加脉冲电流到金属工件加工区，同时使用超声滚压装置对加工区表层进行超声滚压，通过集肤效应与电致塑性效应的结合最终形成超声能场、脉冲电场和静载力场多场耦合协同强化表面的强化层，本发明专利技术所述超声滚压加工的次数可以为一次或多次，本发明专利技术采用超声能场、脉冲电场和静载力场的多场耦合协同表面强化的方法实现了表层组织的细化，降低了表面粗糙度，显著提高了材料的耐磨性、疲劳性，同时也提高了加工效率，降低了生产成本。

A Multi-field Coupled Surface Strengthening Method

The invention provides a method of multi-field coupling surface strengthening. The method firstly selects metal workpiece, measures a support device parameter, processing passes, processing pressure and current value which make the surface roughness of metal workpiece lowest under different parameters, then starts the support device to drive the metal workpiece to rotate, applies pulse current to the metal workpiece processing area, and at the same time. Ultrasound rolling device is used to roll the surface layer of the processing area. Through the combination of skin effect and electroplastic effect, a multi-field coupling of ultrasonic energy field, pulsed electric field and static load field is formed to strengthen the surface. The number of times of ultrasonic rolling can be one or more. The multi-field coupling of ultrasonic energy field, pulsed electric field and static load field is adopted in the present invention. The method of synergistic surface strengthening realizes the refinement of surface structure, reduces the surface roughness, improves the wear resistance and fatigue of materials, improves the processing efficiency and reduces the production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种多场耦合表面强化的方法
本专利技术属于金属材料表面处理
，具体涉及一种声电多场耦合表面强化的方法。
技术介绍
目前，国民经济领域中受交变载荷作用的零部件如动车轴承、发动机压气机叶片、涡轮盘和涡轮叶片、飞机起落架等关键构件，通常在交变载荷作用下易于产生疲劳失效，导致服役构件在有效寿命期内过早报废。实践表明，疲劳是对关键构件服役安全威胁最大的失效模式，而且由于疲劳失效具有低应力和无宏观变形等特征，与其他应力失效相比是一种更危险的失效模式。为避免各类构件和零部件的疲劳失效，目前主要是通过表面强化技术改善表层组织与应力状态以提高其疲劳性能和零部件的使用寿命。传统表面强化技术比较有代表性的有喷丸强化和滚压强化，它们主要是通过在表层引入残余压应力并细化表层材料的微观组织结构来提高材料的疲劳性能。但是喷丸强化会使零件的表面粗糙度变大，对被处理零件的疲劳性能产生不利影响；而滚压强化在处理过程中会在滚压体和工件表面的接触处产生较大摩擦，造成工件次表面产生剪切应力并划伤工件表面，这不利于提高零件的疲劳强度。因此，随着经济和材料技术的发展出现了一些新型表面强化技术如激光冲击（又称激光喷丸）、超声本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多场耦合表面强化的方法，其特征在于，所述方法通过超声能场对金属工件进行超声滚压，再以静载力场改变工件表面的塑性流动，最后施加脉冲电流进行电塑性处理，得到表面硬度更高的金属工件。

【技术特征摘要】
1.一种多场耦合表面强化的方法，其特征在于，所述方法通过超声能场对金属工件进行超声滚压，再以静载力场改变工件表面的塑性流动，最后施加脉冲电流进行电塑性处理，得到表面硬度更高的金属工件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：S1：原材料准备，选取金属工件；S2：测量出不同参数下使金属工件表面粗糙度最低的一种支撑装置参数、加工道次、加工压力和电流值；S3：启动支撑装置带动金属工件旋转；S4：施加脉冲电流到所述金属工件加工区，对金属工件加工区表层进行电致塑性处理，同时启动超声滚压装置对所述金属工件加工区表层进行首次超声滚压，对金属工件加工区表面进行首次电致塑性与超声滚压耦合加工处理；S5：改变脉冲电流参数，重复上述步骤S3，对所述金属工件加工区表面进行二次电致塑性与超声滚压耦合加工处理，使所述金属工件加工区表层形成强化层。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2的具体过程如下：a超声滚压的部分参数为压力0.3MPa，电流0.7A，加工道次1次，改变支撑装置的主轴转速和轴向进给，测出不同参数下金属工件表面粗糙度最低的一种支撑装置参数；b超声滚压的部分参数为主轴转速40r/...

【专利技术属性】
技术研发人员：任学平，罗暹，侯红亮，陈俊鹏，李红，曲海涛，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11