[發明專利]一種金屬表層低溫機械強化方法及裝置

在審

• 申請號: 202110307653.4
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113106221A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 顏培;孫婕;王玉彬;王西彬;焦黎;仇天陽;趙文祥;周天豐;劉志兵;解麗靜;趙斌;梁志強
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C21D7/06
• 分類號: C21D7/06;C21D6/04;C22F1/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 廖輝;郭德忠

1.一種金屬表層低溫機械強化方法，其特征在于，包括以下步驟：

對待強化處理的工件表面進行低溫處理，使工件表面形成降溫層；

在保持對工件表面進行低溫處理的同時，對工件表面進行強化處理。

2.如權利要求1所述的金屬表層低溫機械強化方法，其特征在于，采用金屬表層低溫機械強化裝置對待強化處理的工件表面進行低溫處理；

所述金屬表層低溫機械強化裝置包括固定支架、低溫介質容器、低溫介質輸送管、噴環、多個噴嘴、強化處理機構以及工件夾持機構；

所述固定支架用于支承所述噴環和所述強化處理機構；

所述低溫介質容器用于存儲低溫介質；

所述低溫介質輸送管連接于所述低溫介質容器和所述噴環之間，用于將所述低溫介質容器存儲的低溫介質輸送到所述噴環的內部流道；

所述噴環設置于工件的外周側；

所述噴嘴可拆卸地安裝于所述噴環，并與所述噴環的內部流道連通，用于將低溫介質噴向工件表面；

所述強化處理機構用于對工件的表面進行強化處理；

所述工件夾持機構用于夾持工件。

3.如權利要求2所述的金屬表層低溫機械強化方法，其特征在于，在對待強化處理的工件表面進行低溫處理之前，還包括：

安裝所述金屬表層低溫機械強化裝置，將所述噴環套設于工件的外周側，使所述噴嘴的出口朝向工件表面，并根據工件的形狀設置所述噴嘴的位置和數量。

4.如權利要求3所述的金屬表層低溫機械強化方法，其特征在于，所述金屬表層低溫機械強化裝置還包括安裝于所述低溫介質輸送管的流量計和控制閥。

5.如權利要求4所述的金屬表層低溫機械強化方法，其特征在于，在保持低溫處理的同時對工件進行強化處理時，強化處理工藝采用滾壓強化、噴丸強化或激光沖擊強化。

6.如權利要求5所述的金屬表層低溫機械強化方法，其特征在于，所述強化處理機構包括安裝于所述固定支架的刀架和安裝于所述刀架的滾壓刀具。

7.如權利要求6所述的金屬表層低溫機械強化方法，其特征在于，所述固定支架包括數控機床的床身和滑臺；所述噴環和所述強化處理機構均固定安裝于所述滑臺；

所述工件夾持機構為卡盤，并固定安裝于所述床身。

8.一種用于執行金屬表層低溫機械強化方法的金屬表層低溫機械強化裝置，其特征在于，包括固定支架、低溫介質容器、低溫介質輸送管、噴環、多個噴嘴、強化處理機構以及工件夾持機構；

所述固定支架用于支承所述噴環和所述強化處理機構；

所述低溫介質容器用于存儲低溫介質；

所述低溫介質輸送管連接于所述低溫介質容器和所述噴環之間，用于將所述低溫介質容器存儲的低溫介質輸送到所述噴環的內部流道；

所述噴環為環形管狀件，設置有內部流道，并在內周側設置有與所述內部流道連通的多個出口；

在每個所述出口均可拆卸地安裝有一個所述噴嘴，所述噴嘴用于噴射低溫介質；

所述強化處理機構用于對工件表面進行強化處理；

所述工件夾持機構用于夾持工件。

9.如權利要求8所述的金屬表層低溫機械強化裝置，其特征在于，所述固定支架包括數控機床的床身和滑臺；所述噴環和所述強化處理機構均固定安裝于所述滑臺；

所述工件夾持機構為卡盤，并固定安裝于所述床身。

10.如權利要求9所述的金屬表層低溫機械強化裝置，其特征在于，所述強化處理機構包括安裝于所述固定支架的刀架和安裝于所述刀架的滾壓刀具；

所述低溫介質為液氮或超臨界二氧化碳。