超声滚压工艺研究

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（通用电气全球研发中心，上海201203）

超声滚压工艺研究

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（通用电气全球研发中心，上海201203）

超声滚压工艺是一项复合超声冲击强化和滚压于一体的表面强化工艺，其优点是既能得到足够的压力层深度，又能得到较低的表面粗糙度值。研究了不同加工参数对弧高和表面粗糙度的影响，结果表明：步距、静压力和路径规划对弧高和表面粗糙度有着显著的影响，且发现残余压应力分布对于滚压方向敏感，滚压方向的残余压应力比其垂向的残余压应力小。Inconel 718材料经超声滚压强化后的表面粗糙度值可降低至Ra0.1 μm，压力层深度可达0.5 mm，且具有较好的热稳定性。

超声滚压；弧高；表面粗糙度；残余应力

表面强化技术是工业界常用的改善机械零件表面性能、提高疲劳强度和耐磨性能的工艺方法。承受载荷的零件表面常处于最大应力状态，零件的失效和破坏往往最先发生在表面或次表面，如在零件表层引入一定的残余压应力、增加表面硬度、改善表层组织结构等，就能显著地提高零件的疲劳强度和耐磨性。在航空制造领域中常见的表面强化技术有喷丸、激光冲击强化、滚压等。喷丸是利用弹丸轰击工件表面并植入残余压应力，提升工件疲劳强度的冷加工工艺。喷丸处理设备简单、成本低廉，不受工件形状和位置限制，操作方便，但与激光冲击强化和滚压技术相比，应力层较浅，最大压应力也偏小。激光冲击强化是利用强激光束产生的等离子冲击波，提高金属材料的抗疲劳、耐磨损和抗腐蚀能力的一种技术。……