[發明專利]一種超聲波輔助激光溫噴丸強化細管件的組合方法

在審

• 申請號: 201810161759.6
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN108285971A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 魯金忠;季仕杰;吳劉軍;羅開玉
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00;C21D7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種超聲波輔助激光溫噴丸強化細管件的組合方法，其特征在于：采用壓電陶瓷作為振動部件，經過極化后連接超聲波發生器，根據超聲波原理，沿壓電陶瓷柱產生低頻振動位移波，利用其產生的徑向振動撞擊細管件內壁，使細管件內壁產生塑形變形，在管件內壁引入殘余應力，使管件內壁得到強化并降低表面粗糙度，同時對管道外壁進行激光溫噴丸強化，最終使細管件內外壁均產生強化效果。

2.如權利要求1所述的一種超聲波輔助激光溫噴丸強化細管件的組合方法，其特征在于，具體步驟如下：

具體步驟如下：

(1)對細管件外表面進行打磨，直至表面光亮，并用去離子水對細管件進行超聲清洗，清洗后，將鋁箔吸收層緊密覆蓋于細管件表面；

(2)對壓電陶瓷柱進行極化，并在壓電陶瓷上套上保護套；

(3)壓電陶瓷柱極化后激勵超聲波產生徑向振動對細管件內壁進行撞擊，在細管件內壁上產生塑性變形，從而引入殘余應力，使細管件內壁得到強化；

(4)在壓電陶瓷對細管件內壁進行強化時，轉動需要強化的細管件，使得強化效果均勻；

(5)同時對轉動的細管件外壁進行激光溫噴丸強化處理，使細管件外壁得到強化。

3.如權利要求2所述的一種超聲波輔助激光溫噴丸強化細管件的組合方法，其特征在于：所述細管件材料為應用于航空航天、汽車輪船、化工行業的關鍵重要部件的金屬材料；細管件內徑尺寸范圍為3-5mm，壁厚范圍為2-3mm。

4.如權利要求3所述的一種超聲波輔助激光溫噴丸強化細管件的組合方法，其特征在于：所述細管件材料為鋁合金、鈦合金、鎂合金、不銹鋼或鎳基高溫合金。

5.如權利要求2所述的一種超聲波輔助激光溫噴丸強化細管件的組合方法，其特征在于：步驟(2)中，壓電陶瓷柱為PZT系壓電陶瓷，極化電場為1.5-5kv/mm，極化溫度為100-180℃，極化時間為10-60min，采用空氣極化法；保護套材料為POM材料添加碳釬維制成，根據細管件內徑尺寸大小不同制成不同厚度的保護套。

6.如權利要求2所述的一種超聲波輔助激光溫噴丸強化細管件的組合方法，其特征在于：所述步驟(3)中，激勵的信號為窄帶半正弦脈沖信號，幅值為20V，激勵頻率為20kHz-60kHz。

7.如權利要求2所述的一種超聲波輔助激光溫噴丸強化細管件的組合方法，其特征在于：所述步驟(4)中，管件旋轉方式為不連續旋轉，每次旋轉2/D rad，其中D為細管件外徑。

8.如權利要求2所述的一種超聲波輔助激光溫噴丸強化細管件的組合方法，其特征在于：所述步驟(5)中，每次旋轉停頓時，以鋁箔作為吸收層，水作為約束層，對管件外表面進行激光溫噴丸強化，激光強化參數如下：光斑直徑為2mm，脈寬為8-30ns，脈沖能量為2-15J，橫向和縱向搭接率為50％；選取260℃作為激光溫噴丸強化溫度；激光溫噴丸強化在細管件外表面軸向方向逐圈沖擊。

9.如權利要求2所述的一種超聲波輔助激光溫噴丸強化細管件的組合方法，其特征在于：所述步驟(1)中，對細管件外表面進行打磨指采用1200#的SiC砂紙對細管件外表面進行打磨。