The invention discloses a method and a preparation device for micro-texture processing of stainless steel surface based on ultrasonic impact. The device comprises an ultrasonic impact gun, a control cabinet of the ultrasonic impact gun, a special fixture for the ultrasonic impact gun, a special fixture for stainless steel workpiece, a marble gantry frame, an XY axis integral motion platform, a Z axis motion platform, a three-axis motion controller, and a pressure display. The gun is installed on the special fixture of the ultrasonic impact gun located on the Z-axis motion platform; the stainless steel workpiece is installed on the stainless steel special fixture located on the XY-axis motion platform; the Z-axis motion platform is fixed on the marble gantry frame; the control cabinet of the ultrasonic impact gun is connected with the ultrasonic impact gun; the three-axis motion controller is connected with the XY-axis integral motion platform and the Z-axis motion platform respectively; The special fixture is equipped with a pressure sensor, and the pressure display is connected with the pressure sensor. The device has simple structure, high processing accuracy, good processing controllability, low cost and no pollution to the environment.
【技术实现步骤摘要】
一种基于超声冲击的不锈钢表面微织构加工方法和制备装置
本专利技术属于材料加工
,涉及一种基于超声冲击的不锈钢表面微织构加工方法和制备装置。
技术介绍
功能表面微结构是指具有特定功能的微小表面拓扑形状,如凹槽、微透镜阵列等,其具有超疏水、陷光、减阻减摩、降噪等功能特性,因此,具有重要的实际应用价值。当前,通过制备功能表面微结构来提高不锈钢的摩擦磨损性能的研究工作得到了国内外学者和工业界的广泛关注。不锈钢由于具有良好的耐蚀性能在工程领域得到了广泛的应用。但由于不锈钢耐磨性较差,极大地制约着其应用性能。为了提高不锈钢的耐磨性能,许多学者在不锈钢表面进行了各种处理和强化研究。但是传统表面改性工艺会影响不锈钢的耐蚀性,而先进工艺成本较高,且硬的耐磨层缺乏足够的韧性,在冲击条件下容易与基体剥离,限制了其作为整体材料的应用。近年来采用表面仿生织构来增加功能表面耐磨性是一项重要的技术应用。高性能的表面织构可以实现良好的减摩、抗粘附并提高耐磨性,因此,在不锈钢表面制备仿生织构可有效提高不锈钢工作表面的耐磨性,拓宽其实际工业应用领域。然而,如何在不锈钢表面制备耐磨性高的高性能表面织构是一项关键之处。目前,制备表面织构的方式主要有机械加工、能量束法、化学刻蚀等,其中激光微加工法以其应用材料范围广、高精度、高效、对环境无影响等优势而被广泛应用。然而,在制备具有微纳米尺度的表面仿生织构时,激光加工仍存在如下不足之处:激光加工中存在的翻边和毛刺导致其精密加工精度不高,难以精确控制织构的几何形态;高能激光辐照引起金属表面损伤和金相组织变化,影响织构的物理和机械性能;用于制备微纳尺 ...
【技术保护点】
1.一种基于超声冲击的不锈钢表面微织构制备装置,其特征在于所述装置包括超声冲击枪、超声冲击枪控制柜、超声冲击枪专用夹具、不锈钢工件专用夹具、大理石龙门架、XY轴整体运动平台、Z轴运动平台、三轴运动控制器、压力显示器,其中:所述超声冲击枪安装在超声冲击枪专用夹具上;所述超声冲击枪专用夹具安装在Z轴运动平台上;所述不锈钢专用夹具安装在位于XY轴整体运动平台上;所述超声冲击枪的冲击头轴线与安装在不锈钢专用夹具上的不锈钢工件平面垂直;所述Z轴运动台固定在大理石龙门架上;所述大理石龙门架和XY轴整体运动平台固定在水平减振台面上;所述超声冲击枪控制柜与超声冲击枪相连;所述三轴运动控制器分别与XY轴整体运动平台和Z轴运动平台连接;所述不锈钢工件专用夹具带有压力传感器,压力显示器与压力传感器相连。
【技术特征摘要】
1.一种基于超声冲击的不锈钢表面微织构制备装置,其特征在于所述装置包括超声冲击枪、超声冲击枪控制柜、超声冲击枪专用夹具、不锈钢工件专用夹具、大理石龙门架、XY轴整体运动平台、Z轴运动平台、三轴运动控制器、压力显示器,其中:所述超声冲击枪安装在超声冲击枪专用夹具上;所述超声冲击枪专用夹具安装在Z轴运动平台上;所述不锈钢专用夹具安装在位于XY轴整体运动平台上;所述超声冲击枪的冲击头轴线与安装在不锈钢专用夹具上的不锈钢工件平面垂直;所述Z轴运动台固定在大理石龙门架上;所述大理石龙门架和XY轴整体运动平台固定在水平减振台面上;所述超声冲击枪控制柜与超声冲击枪相连;所述三轴运动控制器分别与XY轴整体运动平台和Z轴运动平台连接;所述不锈钢工件专用夹具带有压力传感器,压力显示器与压力传感器相连。2.根据权利要求1所述的基于超声冲击的不锈钢表面微织构制备装置,其特征在于所述超声冲击枪螺纹连接在超声冲击枪专用夹具上。3.根据权利要求1所述的基于超声冲击的不锈钢表面微织构制备装置,其特征在于所述Z轴运动平台螺纹连接在大理石龙门架上。4.根据权利要求1所述的基于超声冲击的不锈钢表面微织构制备装置,其特征在于所述大理石龙门架和XY轴整体运动平台分别通过其底座上的螺栓孔,由紧固螺栓固定在水平减振台面上。5.根据权利要求1所述的基于超声冲击的不锈钢表面微织构制备装置,其特征在于所述超声冲击枪控制柜分别与超声冲击枪的超声冲击动力输入端、切削液流入口和切削液回油口相连。6.一种利用权利要求1-5任一权利要求所述装置进行基于超声冲击的不锈钢表面微织构加工的方法,其特征在于所述方法包括如下步骤:步骤1:利用上位机完成三轴运动控制器所需加工参数的设置;步骤2:将不锈钢工件装夹在不锈钢工件专用夹具...
【专利技术属性】
技术研发人员:张俊杰,胡王杰,张建国,赵东旭,许剑锋,闫永达,孙涛,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,华中科技大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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