超聲沖擊復(fù)合電火花表面強(qiáng)化技術(shù)及機(jī)理研究.pdf

1、表面處理是提高材料表面及疲勞性能的重要手段，但采用傳統(tǒng)單一表面強(qiáng)化處理技術(shù)難以在顯著提高材料表面性能的同時(shí)改善其疲勞性能，基于此本文基于超聲沖擊和電火花表面加工，提出了新型超聲沖擊復(fù)合電火花表面強(qiáng)化處理（UIET）技術(shù)。在設(shè)計(jì)研制專用UIET設(shè)備基礎(chǔ)上，通過大量工藝試驗(yàn)在金屬材料表面制備了存在殘余壓縮應(yīng)力場的涂層。通過分析UIET過程中的撞擊信號(hào)和電流信號(hào)，揭示了其基本原理；利用SEM、EDS、XRD、XPS等手段表征了涂層的組織構(gòu)成，

2、進(jìn)一步分析了其形成機(jī)理；研究了各工藝參數(shù)對(duì)涂層的影響，并測試了涂層的表面性能以及使用性能。
　　以Ti-6Al-4V為基體系統(tǒng)研究了UIET過程及涂層形成機(jī)制，結(jié)果表明：UIET過程穩(wěn)定可持續(xù)，涂層是由基體元素、電極元素及被電火花電離的氣體或液體元素發(fā)生合金化反應(yīng)而形成的新相。涂層由于其快速凝固過程且受到?jīng)_擊球的撞擊，增加了形核率，在撞擊和擠壓作用下最終形成細(xì)小的顆粒。
　　以45號(hào)鋼為基體，YG6硬質(zhì)合金為沖擊球的工藝研究

3、結(jié)果表明，UIET過程中沖擊球的穩(wěn)態(tài)溫度和撞擊能量是影響涂層質(zhì)量的主要因素。采用優(yōu)化后的UIET工藝在45號(hào)鋼表面制備出了厚度均勻且存在殘余壓縮應(yīng)力場的涂層，涂層下方為難以被腐蝕的白層。UIET后材料表面硬度由于涂層的存在得到顯著提高，涂層下方白層的硬度也由于晶粒細(xì)化得到了明顯提高。UIET后材料表面殘余應(yīng)力為-1786MPa。
　　UIET表面由于涂層的存在及其與基體的冶金結(jié)合，摩擦磨損性能和腐蝕性能得到顯著提高，在中低應(yīng)力水平