[發(fā)明專利]一種Ti-10V-2Fe-3Al合金表層強(qiáng)化的復(fù)合工藝優(yōu)化的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911137151.0
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110714177A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王建;鄭海忠;尤方圓;馬盼盼
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C21D7/06;C22C14/00
• 代理公司: 36111 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 黃文亮

本發(fā)明公開了一種Ti?10V?2Fe?3Al合金表層強(qiáng)化的復(fù)合工藝方法，本發(fā)明采用正交試驗設(shè)計方案，運(yùn)用極值和方差分析方法，對Ti?10V?2Fe?3Al合金噴丸試樣的制備工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，探索Ti?10V?2Fe?3Al合金在不同參數(shù)(干噴丸時間、濕噴丸時間、干噴丸尺寸、濕噴丸尺寸)組合下的噴丸處理結(jié)果。通過對噴丸后試樣的作用層深度、顯微硬度、表面粗糙度的綜合分析，得到最佳的噴丸工藝參數(shù)，從而達(dá)到優(yōu)化Ti?10V?2Fe?3Al合金表層強(qiáng)化的復(fù)合工藝的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及噴丸沖擊強(qiáng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Ti-10V-2Fe-3Al合金表層強(qiáng)化的復(fù)合工藝。

背景技術(shù)

噴丸沖擊強(qiáng)化技術(shù)是一種在待處理構(gòu)件再結(jié)晶溫度以下的冷加工工藝，亦被稱為受控噴丸。在噴丸過程中，彈丸在空壓機(jī)加速作用下產(chǎn)生較高的速度沖擊待噴構(gòu)件表面，在材料表層一定深度內(nèi)產(chǎn)生彈、塑性變形和加工硬化，獲得組織晶粒細(xì)化，同時引入較高的殘余壓應(yīng)力場，改善工件顯微硬度，進(jìn)而提高金屬材料的抗疲勞性能、抗磨損性能以及耐應(yīng)力腐蝕能力等。因為噴丸簡單有效且成本低廉，所以在很多領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。目前材料噴丸強(qiáng)化處理大多采用干噴丸工藝，但是干噴丸處理后表面粗糙度會有明顯增加，這對材料的抗疲勞性能是不利的。

較傳統(tǒng)干噴丸強(qiáng)化技術(shù)，濕噴丸強(qiáng)化技術(shù)主要依靠加壓后的混合漿料撞擊材料表面，可以有效的降低待處理試樣表面與彈丸之間的干摩擦，使得待處理試樣表面受到均勻的作用力，降低材料表面粗糙度，獲得理想的殘余應(yīng)力分布和加工硬化組織。通過對Ti-10V-2Fe-3Al合金試樣表面進(jìn)行濕噴丸處理，發(fā)現(xiàn)其表面組織和性能都有很大的提高，但是較之于干噴丸，濕噴丸處理后的作用層深度和硬度都有所降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是：提供一種Ti-10V-2Fe-3Al合金表層強(qiáng)化的復(fù)合工藝優(yōu)化的方法，運(yùn)用極值和方差分析方法，對Ti-10V-2Fe-3Al合金噴丸試樣的制備工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，探索Ti-10V-2Fe-3Al合金在不同參數(shù)(干噴丸時間、濕噴丸時間、干噴丸尺寸、濕噴丸尺寸)組合下的噴丸處理結(jié)果。通過對噴丸后試樣的作用層深度、顯微硬度、表面粗糙度的綜合分析，得到最佳的噴丸工藝參數(shù)，從而達(dá)到優(yōu)化Ti-10V-2Fe-3Al合金表層強(qiáng)化的復(fù)合工藝的目的。

本發(fā)明為解決上述問題所提供的技術(shù)方案為：一種Ti-10V-2Fe-3Al合金表層強(qiáng)化的復(fù)合工藝優(yōu)化的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

(1)、采用正交試驗設(shè)計的方法：選取干噴丸尺寸(mm)、干噴丸時間(mim)、濕噴丸尺寸(mm)、濕噴丸時間(min)四個因素進(jìn)行正交試驗，每個因素選取4個水平，這是一個4因素4水平的試驗，選取正交表來安排試驗；

(2)、試驗結(jié)果分析：根據(jù)極差分析中的極差值R＝(K_max-K_min)，判斷不同因素對實驗結(jié)果影響的強(qiáng)弱，再根據(jù)方差分析的相關(guān)計算公式和正交試驗的結(jié)果進(jìn)一步分析和驗證；

(3)、先通過固定干噴丸時間，對干噴丸尺寸進(jìn)行取值；再固定干噴丸尺寸，對濕噴丸尺寸取值；再通過固定濕噴丸尺寸，對濕噴丸時間取值；再通過固定濕噴丸時間，對干噴丸時間取值；

(4)、得到最佳工藝參數(shù)：G-4-25-S-2-25，并通過最佳制備工藝得出：其作用層深度為1431μm，顯微硬度為403HV，粗糙度為0.579μm；其中，G-4-25-S-2-25代表4mm彈丸25min干噴丸+2mm彈丸25min濕噴丸；

(5)、通過實驗對最佳工藝參數(shù)進(jìn)行驗證：通過觀察步驟(4)得到的G-4-25-S-2-25組織形貌、XRD衍射圖譜、表面狀態(tài)、顯微硬度隨作用層深的變化關(guān)系曲線，發(fā)現(xiàn)步驟4確定的參數(shù)下的各項性能最為優(yōu)異，即本實驗確定的最佳制備工藝合理。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：