超聲波光整強化工件表層組織結(jié)構(gòu)及性能改進.pdf

1、為改善材料的表面性能，人們提出了一系列的表面處理方式，如噴丸、滾壓等。與這些傳統(tǒng)的表面處理方式相比，超聲波光整強化技術(shù)是一種低成本、處理方便、效率高的處理方法。目前該技術(shù)仍處于發(fā)展推廣階段，在工程實際應用與基礎理論強化方面的研究不足，在工件表面性能提高方面具有巨大潛力。
　　工業(yè)純鐵具有良好的導磁、導熱性，但硬度、耐磨性和耐腐性差，限制了純鐵的應用，為提高純鐵的表面性能，拓展純鐵在工程中的應用范圍，以純鐵為研究對象，借助超景深顯微

2、鏡觀察了工件加工前后表面微觀結(jié)構(gòu)及三維形貌，證明了超聲波光整加工“削峰填谷”作用，工件表層形成塑性流變層，表層晶粒被拉伸，表層粗晶粒得到細化，光整處理提高了工件在油潤滑條件下的耐磨性及干摩擦條件下的抗磨損性能。
　　超聲波光整加工后工件表層形成納米晶粒細化層，工件表層晶界、空位等非平衡缺陷的數(shù)量劇增，高密度晶界可作為原子擴散的通道，適于低溫擴散研究，為進一步提高純鐵的耐磨性等表面性能，使元素更易滲透，本文提出采用納米顆粒 Cr粉對

3、純鐵進行元素滲透研究，設計了一種圓盤工件浸入液體內(nèi)部的超聲光整元素滲透加工工藝，將工件固定在試樣座上，倒入Cr粉無水乙醇懸浮液進行光整加工，具有易擴散，無需加熱，處理方便，節(jié)能的特點，借助超景深顯微鏡對添加 Cr懸浮液加工前后工件的三維形貌及微觀結(jié)構(gòu)進行觀察，添加 Cr粉懸浮液加工工件表面三維形貌起伏波動小，表層流變層厚度小，晶粒細化更均勻，提高了工件表層的最大殘余壓應力值。
　　為了進一步對純鐵超聲波光整加工元素擴散進行研究，結(jié)

4、合原子擴散理論，提出超聲光整加工過程中不添加冷卻液，加工頭以超聲頻沖擊工件表面，能量逐步累積，其中大部分能量以熱能傳遞，增大了工件表面溫度，適于擴散研究，選用納米 Ni、Cr混合粉體為元素擴散源，以Cr、Ni粉形成對照，XRD圖譜發(fā)現(xiàn)Ni的衍射峰，證明純鐵經(jīng)超聲波光整強化加工可實現(xiàn)元素擴散，借助摩擦磨損試驗機分析添加 Cr、Ni對工件的耐磨性的影響，添加 Cr、Ni粉體后工件抗磨損性能提高，在中、高載荷下，摩擦系數(shù)小于未添加Cr、Ni粉