超声表面强化对45钢表面力学性能的影响.doc

摘要:超声表面强化技术实现超声加工技术和传统表面强化技术的优势互补，达到精良的强化效果，并提高了效率。采用超声波表面强化技术可以使零件表层产生残余压应力、冷作硬化并减小表面粗糙度值，进而提高零件的耐磨性、耐腐性和疲劳强度，已在航空、汽车工业和矿山机械等诸多领域得到广泛应用。本课题采用超声波表面纳米强化技术对45号钢表面进行强化处理，并改变超声波强化参数，研究其对材料表面力学性能的影响规律。在实验开始前，选取一定的主要参数如主轴转速、进给量、输出频率，然后进行超声表面强化的实验，将实验后的试样用X射线衍射仪测出残余应力，用MHV2000显微硬度测量仪测出硬度值，改变处理次数和背吃刀量并讨论其对表面硬度影响；再改变背吃刀量和深度位置讨论残余应力变化情况。得出结论：控制加工次数可以提高试件硬度，10次为最佳；增加背吃刀量可以提高试件的残余应力和表面硬度，0.35-0.4mm的背吃刀量为最佳；残余应力值在加工后的工具从浅入深处由大变小。

关键词  超声表面强化 ；表面硬度；残余应力

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 背景和意义-1

1.2 超声波技术发展概况-1

1.3 超声加工技术发展趋势和未来展望-2

1.4 提高材料表面力学性能的方法-3

1.4.1 滚压-3

1.4.2 激光冲击强化-4

1.4.3 渗氮渗碳-4

1.4.4 表面淬火-5

2 超声表面强化机床-6

2.1 超声加工机床原理-6

2.1.1 超声加工机床-6

2.1.2 工作原理-7

2.2 超声电源-8

2.2.1 振荡器-8

2.2.2 超声波放大器-9

2.2.3 匹配器-10

2.3 换能器-10

2.4 变幅杆-11

2.5 测试仪器-12

2.5.1 X射线衍射（XRD）分析仪-12

2.5.2 MHV2000显微硬度测量仪-12

3 超声表面强化实验研究-14

3.1 实验材料-14

3.2 实验方案-14

3.3 超声表面加工对45号钢表面硬度的影响-15

3.3.1 硬度-15

3.3.2 调试MHV2000显微硬度测量仪-15

3.3.3 加工次数对表面硬度的影响-15

3.3.4 背吃刀量对表面硬度的影响-17

3.4 超声表面加工对表面残余应力影响-18

3.4.1 残余应力-18

3.4.2 调试X射线衍射（XRD）分析仪-18

3.4.3 背吃刀量对表面残余应力的影响-18

3.4.4 残余应力沿厚度方向的变化-20

结论-22

致谢-23

参考文献-24