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超声振动滚压加工参数对TC4钛合金表面质量的影响 被引量：13
1
作者 席刚 刘元铭 +1 位作者 张跃飞 刘燕萍 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期61-67,共7页
通过超声振动滚压加工正交试验,研究主轴转速、进给速度、静压力和加工次数对TC4钛合金表面质量的影响,并将材料的表面粗糙度、显微硬度及残余应力作为其表面质量的评价指标。试验结果表明:超声振动滚压加工工艺能降低TC4钛合金表面粗糙... 通过超声振动滚压加工正交试验,研究主轴转速、进给速度、静压力和加工次数对TC4钛合金表面质量的影响,并将材料的表面粗糙度、显微硬度及残余应力作为其表面质量的评价指标。试验结果表明:超声振动滚压加工工艺能降低TC4钛合金表面粗糙度,大幅度提高显微硬度,在表面引入残余压应力;合适的主轴转速、进给速度及加工次数使表面粗糙度达到最佳效果,一定范围内,表面粗糙度随着静压力的增大而减小;主轴转速对材料表面显微硬度影响较小,显微硬度随着进给速度的增大而减小,随着静压力及加工次数的增大而增大;主轴转速对材料表面残余应力有无规律的影响,材料表面的残余应力值随着进给速度的增大而减小,随着静压力及加工次数的增大而增大。 展开更多
关键词 超声振动滚压 工艺参数 粗糙度 显微硬度 残余应力
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超声振动滚挤压对金属表面微观组织的影响 被引量：8
2
作者 程明龙 肖勇 +1 位作者 刘康宁 张德远 《工具技术》 2019年第7期73-76,共4页
超声振动滚挤压技术为新型高能表面强化技术,对提升表面完整性和改善零件抗疲劳性能有显著效果。选用45钢金属材料进行了超声振动滚挤压对表面微观组织影响的试验研究,并分析了超声振动滚挤压对改善表面微观组织的作用机理。结果表明:... 超声振动滚挤压技术为新型高能表面强化技术,对提升表面完整性和改善零件抗疲劳性能有显著效果。选用45钢金属材料进行了超声振动滚挤压对表面微观组织影响的试验研究,并分析了超声振动滚挤压对改善表面微观组织的作用机理。结果表明:超声振动滚挤压能够使零件表面微观组织出现明显的纤维化效果,且纤维化程度与超声振幅、挤压速度有关;超声振幅越大,零件表面的纤维组织越细,当振幅A=6μm时,小纤维厚度达1.25μm;挤压速度越小越有利于纤维组织的产生,产生的纤维宽度也越细,当挤压速度大于345mm/s时,不再产生纤维组织。表面组织的纤维化有效提升了零件的抗疲劳性能。 展开更多
关键词 超声振动 滚挤压 微观组织 疲劳性能
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TC4合金超声振动滚压表面质量的纳米压痕测试 被引量：4
3
作者 高延峰 李龙 《工具技术》 2018年第6期33-36,共4页
传统滚压容易在工件表层形成加工硬化层,与内部基体材料有明显的分层现象,易造成表层脱落。本文采用超声振动滚压方式对TC4合金表面进行滚压加工,并通过纳米压痕技术测试了超声滚压后的表面质量。实验结果表明:滚压表面的材料弹性模量... 传统滚压容易在工件表层形成加工硬化层,与内部基体材料有明显的分层现象,易造成表层脱落。本文采用超声振动滚压方式对TC4合金表面进行滚压加工,并通过纳米压痕技术测试了超声滚压后的表面质量。实验结果表明:滚压表面的材料弹性模量、硬度都有所提高;随着测点距离滚压表面深度的增加,材料的弹性模量和硬度都呈现下降趋势;相比于普通滚压,超声滚压具有更深的作用范围,试样表层晶粒明显细化,且材料的弹性模量、硬度等变化更为均匀,有利于减小滚压分层。 展开更多
关键词 超声振动 滚压 纳米压痕测试 钛合金
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Ti-6Al-4V合金表面超声振动滚压强化研究 被引量：4
4
作者 席刚 刘元铭 +1 位作者 张跃飞 刘燕萍 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期91-96,共6页
采用超声振动滚压加工技术对Ti-6Al-4V合金表面进行处理,探究该项技术对Ti-6Al-4V合金表面质量的影响。通过对该工艺加工前后的Ti-6Al-4V合金进行表面粗糙度参数、XRD图谱、截面微观形貌、表层残余应力及显微硬度的对比分析,结果表明:... 采用超声振动滚压加工技术对Ti-6Al-4V合金表面进行处理,探究该项技术对Ti-6Al-4V合金表面质量的影响。通过对该工艺加工前后的Ti-6Al-4V合金进行表面粗糙度参数、XRD图谱、截面微观形貌、表层残余应力及显微硬度的对比分析,结果表明:经该工艺处理后的合金表面各项粗糙度参数皆有明显降低;加工后的合金表面XRD图谱的衍射峰减弱且宽化,衍射角向高角度方向偏移;加工后的合金表层β相组织相较加工前明显细化,且随着深度增加β相组织逐渐增大;在距离表面约50μm位置的残余应力值最大可达到-967 MPa;加工后的合金表面显微硬度可达到421HV,且在0~140μm的深度范围内,显微硬度随着深度的增加逐渐减小至与基体硬度一致。经超声振动滚压加工后的Ti-6Al-4V合金表面质量显著提高,有利于提高其零部件的使用性能。 展开更多
关键词 超声振动滚压 TI-6AL-4V 粗糙度参数 微观结构 显微硬度 残余应力
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钛合金材料超声滚压加工的仿真分析与实验研究 被引量：1
5
作者 马骏 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第2期345-352,共8页
采用普通滚压加工工艺对钛合金材料进行加工时,存在因低频冲击造成的工件残余应力分布不均匀和表面硬度低等问题,为此,开展了钛合金材料超声振动滚压工艺仿真及实验研究。首先,从理论层面分析了超声滚压加工的运动学及动力学特性,找出... 采用普通滚压加工工艺对钛合金材料进行加工时,存在因低频冲击造成的工件残余应力分布不均匀和表面硬度低等问题,为此,开展了钛合金材料超声振动滚压工艺仿真及实验研究。首先,从理论层面分析了超声滚压加工的运动学及动力学特性,找出了影响超声滚压加工性能的相关因素;然后,采用ABAQUS有限元软件建立了钛合金材料的仿真模型,分析了超声滚压对残余应力的影响及强化机理;最后,设计了钛合金工件的超声滚压实验,研究了不同参数指标对工件加工质量的影响,并根据实验结果对仿真模型和残余应力结果进行了验证。研究结果表明:随着静载荷和超声振幅的增加,工件表面残余应力分布相对均匀且趋于平稳,表面粗糙度呈现先降低后增加的趋势,表面硬度随强化层深度的增加逐渐降低;在振幅为20μm时,工件表面质量和性能相对较好,此时残余应力均值为849 MPa,表面粗糙度均值为0.1μm。该实验结果与仿真分析结果一致,验证了所建模型的可靠性,可为滚压制造工艺参数的选取提供参考。 展开更多
关键词 难加工材料 材料表面强化技术 超声振动滚压工艺 残余应力 表面硬度 表面粗糙度 ABAQUS
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超声振动滚挤压对金属表面微观组织的影响分析 被引量：1
6
作者 陶钦贵 《世界有色金属》 2019年第19期265-266,共2页
超声振动滚挤压技术作为一种新型的高能表面强化技术,不仅可以有效的提高金属表面的完整性,还可以改善金属零件的耐疲劳性能。本文选取了45钢金属材料作为实验研究的对象,使用超声振动滚挤压技术作用于钢金属的表面,通过详细的对比看出... 超声振动滚挤压技术作为一种新型的高能表面强化技术,不仅可以有效的提高金属表面的完整性,还可以改善金属零件的耐疲劳性能。本文选取了45钢金属材料作为实验研究的对象,使用超声振动滚挤压技术作用于钢金属的表面,通过详细的对比看出,金属零件的表面显现出来一些纤维化的情况,导致金属零件表面出现这种纤维化,与超声波的振动幅度、挤压都有很大的关系。振动幅度越大,挤压速度越快,金属零件表面纤维化的程度就越明显。 展开更多
关键词 超声振动滚挤压技术 微观组织 影响分析 抗疲劳能力
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纵-扭复合振动超声深滚加工残余应力场数值分析
7
作者 郑建新 段玉涛 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第2期257-261,共5页
为研究平面试件在纵-扭复合振动超声深滚加工后材料应力分布及变化规律,采用有限元方法对Q345钢进行了纵-扭复合振动超声深滚加工残余应力场数值模拟。首先分析了加工后试件材料各应力分量沿深度方向的分布情况,然后研究了静压力、滚压... 为研究平面试件在纵-扭复合振动超声深滚加工后材料应力分布及变化规律,采用有限元方法对Q345钢进行了纵-扭复合振动超声深滚加工残余应力场数值模拟。首先分析了加工后试件材料各应力分量沿深度方向的分布情况,然后研究了静压力、滚压速度、振幅和相位差对加工后材料残余应力的影响规律。结果表明:经纵-扭复合振动超声深滚加工后材料表层残余应力分布较均匀,表面为压应力,压应力沿试件深度方向先增后减;试件最大残余压应力及最大横向残余压应力深度和残余压应力层深度随静压力的增大而增大,随滚压速度的增大而减小,而表面残余压应力和最大纵向残余压应力深度无显著变化;试件横向残余压应力层深度随振幅的增加小幅度地增大,但最大残余压应力幅值和深度和纵向残余压应力层深度几无变化;相位差对残余应力影响可忽略不计。 展开更多
关键词 纵-扭复合振动 超声深滚 残余应力 有限元方法
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