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超声滚压静压力对20CrNiMo钢表面完整性及疲劳性能的影响
1
作者 程俊 李毅 李波 《机械工程材料》 北大核心 2025年第6期76-82,共7页
采用超声滚压工艺对渗碳+淬回火态20CrNiMo钢试样进行表面强化处理,研究了不同静压力(700,800,900,1000 N)下试样的表面粗糙度、硬度、残余压应力分布以及旋转弯曲疲劳性能。结果表明:超声滚压后,试样的表面粗糙度明显降低,且随着静压... 采用超声滚压工艺对渗碳+淬回火态20CrNiMo钢试样进行表面强化处理,研究了不同静压力(700,800,900,1000 N)下试样的表面粗糙度、硬度、残余压应力分布以及旋转弯曲疲劳性能。结果表明:超声滚压后,试样的表面粗糙度明显降低,且随着静压力的增加呈先降低后增加的趋势,当静压力为900 N时,表面粗糙度R_(a)最低,为0.17μm。超声滚压后,试样的硬度提高,且随着静压力的增加呈升高趋势。超声滚压在试样表层引入梯度分布的残余压应力;随着静压力的增加,残余压应力最大值先增后降,在静压力为900 N时达到最大,为1128 MPa。超声滚压后试样的旋转弯曲疲劳寿命显著提高,且随着静压力的增加先增后降。当静压力为900 N时,疲劳寿命最高,达到697.3×10^(4)周次,此时疲劳裂纹源为单裂纹源,位于次表层。试样表层残余压应力最大值的变化趋势与疲劳寿命具有高度相关性,是影响疲劳寿命的关键因素。 展开更多
关键词 超声滚压 20CrNiMo钢 表面完整性 疲劳性能 残余应力
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主轴式滚磨光整对齿轮表面完整性的影响及工艺参数优化
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作者 谭靓 项世乾 +2 位作者 雷其平 侯圣文 姚倡锋 《表面技术》 北大核心 2025年第14期159-171,共13页
目的 针对齿轮滚磨光整加工表面完整性基础数据缺乏、工艺控制规律不清的问题,探索主轴式滚磨光整工艺参数对齿轮表面完整性的影响规律,并进行预测建模和工艺参数优化。方法 采用单因素和响应曲面试验方法,对8620RH齿轮钢直齿圆柱齿轮... 目的 针对齿轮滚磨光整加工表面完整性基础数据缺乏、工艺控制规律不清的问题,探索主轴式滚磨光整工艺参数对齿轮表面完整性的影响规律,并进行预测建模和工艺参数优化。方法 采用单因素和响应曲面试验方法,对8620RH齿轮钢直齿圆柱齿轮进行主轴式滚磨光整工艺试验,测试加工后齿面表面粗糙度、表面几何形貌、残余应力场、显微硬度场和表层微观组织,讨论工艺参数对表面完整性的影响规律;采用多元线性回归方法,建立表面完整性特征与工艺参数的映射关系模型;基于改进的灰色关联度分析方法,以最大灰色关联度为目标优化滚磨光整工艺参数,并进行试验验证。结果 主轴式滚磨光整加工后齿面三维表面粗糙度Sa由0.280μm降低至0.089μm,表面几何形貌和表面纹理均匀一致;随着埋入深度、主轴转速和加工时间的增大,表面粗糙度逐渐减小并趋于稳定;齿高方向残余压应力大于齿宽方向残余压应力,残余压应力影响层深度约为40μm;表面显微硬度最大硬化程度约为9.9%,硬化层深度约为40μm,表层微观组织塑性变形层深度约为5μm。表面完整性预测模型的P值小于0.000 1,决定系数R2大于0.94;最佳主轴式滚磨光整工艺参数组合为埋入深度166 mm、主轴转速130 r/min、加工时间80 min,该工艺参数下模型预测误差在7%以内。结论 主轴式滚磨光整可去除齿轮磨削纹理,降低表面粗糙度,提高表面下20μm范围内的残余压应力和显微硬度。获得了主轴式滚磨光整工艺参数对表面完整性的影响规律,建立了表面完整性特征预测模型,为齿轮高表面完整性控制提供了基础数据和工艺方法支撑。 展开更多
关键词 齿轮 主轴式滚磨光整 表面完整性 表面粗糙度 残余应力 灰色关联度 工艺参数优化
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表面复合强化对18CrNiMo7-6渗碳齿轮钢表面完整性的影响研究
3
作者 王振 孙浩 +3 位作者 崔义龙 李林艳 王涛 韩家宝 《机械强度》 北大核心 2025年第8期36-47,共12页
喷丸强化工艺广泛应用于齿轮等基础零部件的制造过程,其自身局限性限制了工件表面完整性的提升。为进一步提升工件表面完整性,采用数值模拟与试验相结合的方法,研究二次喷丸、喷丸-超声滚压这2种表面复合强化工艺对18CrNiMo7-6渗碳齿轮... 喷丸强化工艺广泛应用于齿轮等基础零部件的制造过程,其自身局限性限制了工件表面完整性的提升。为进一步提升工件表面完整性,采用数值模拟与试验相结合的方法,研究二次喷丸、喷丸-超声滚压这2种表面复合强化工艺对18CrNiMo7-6渗碳齿轮钢试样表面完整性的影响效果,主要分析两种复合强化工艺对喷丸强化试样表面完整性的改善效果。结果表明,二次喷丸强化试样残余压应力最大值为1359.56 MPa,位于0.08 mm的深度位置。喷丸-超声滚压强化试样残余压应力最大值为1329.05 MPa,位于0.25 mm的深度位置。相较于单次喷丸强化试样,二次喷丸强化试样和喷丸-超声滚压强化试样,表面粗糙度分别下降29.42%、62.76%,表面显微硬度分别提升8.70%、17.60%,表面节点残余压应力值标准差分别下降23.36%、89.50%。喷丸-超声滚压强化工艺在提升试样表面硬度、残余应力层厚度和残余压应力均匀性以及降低表面粗糙度等方面效果更显著,能够有效改善喷丸强化试样的表面完整性。 展开更多
关键词 18CrNiMo7‑6钢 喷丸 超声滚压 表面完整性
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高性能渗碳齿轮表面完整性特征的试验研究 被引量：2
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作者 王庆志 陈易明 +2 位作者 吴吉展 张秀华 刘怀举 《表面技术》 北大核心 2025年第5期233-244,共12页
目的针对材料牌号、加工工艺、几何结构与渗碳齿轮表面完整性关联规律不明的问题,探究不同材料、工艺、结构对表面完整性的影响。方法对18CrNiMo7-6、9310、20Cr2Ni4A、20CrMnTi几种常用渗碳齿轮的渗碳磨削、喷丸强化、二次喷丸、滚磨... 目的针对材料牌号、加工工艺、几何结构与渗碳齿轮表面完整性关联规律不明的问题,探究不同材料、工艺、结构对表面完整性的影响。方法对18CrNiMo7-6、9310、20Cr2Ni4A、20CrMnTi几种常用渗碳齿轮的渗碳磨削、喷丸强化、二次喷丸、滚磨光整、喷丸光整等工艺状态进行表面粗糙度、残余应力、硬度梯度等表面完整性表征,讨论材料、工艺、结构对表面完整性特征的影响规律。结果在渗碳磨削、喷丸强化工艺状态下,几种常用渗碳钢的表面残余压应力、表面硬度等参数基本一致。经喷丸强化、二次喷丸、滚磨光整处理后,最大残余压应力幅值范围为1100~1400 MPa,表面硬度为660HV~720HV。通过滚磨光整改善表面微观形貌的效果最显著,能够使表面粗糙度S_(a)降至0.25μm以下。通过二次喷丸提升次表面最大残余压应力的效果明显,能够使齿轮次表面最大残余压应力提升至1200MPa。滚子和齿轮2种几何结构的试件在渗碳磨削、喷丸强化、喷丸光整等工艺状态下,其表面完整性参数基本一致。结论揭示了不同材料牌号、加工工艺、几何结构对渗碳齿轮表面完整性的影响规律,可为齿轮加工工艺优化和高表面完整性创成提供理论支撑和数据参考。 展开更多
关键词 渗碳齿轮 表面完整性 残余应力 表面粗糙度 硬度梯度
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表面完整性对钛合金弯扭疲劳寿命的影响
5
作者 翟冰 刘心藜 +5 位作者 李宏伟 梁嘉斌 宋逸凡 高守锋 王西彬 颜培 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第8期96-104,共9页
为提高某型车辆承载轴在弯扭载荷下的疲劳寿命,针对承载轴材料TC11钛合金,建立了包含表面粗糙度与表层残余应力的微观有限元模型,基于临界平面法建立TC11弯扭疲劳寿命预测模型,研究表面粗糙度与轴向/周向残余应力对疲劳寿命的影响规律;... 为提高某型车辆承载轴在弯扭载荷下的疲劳寿命,针对承载轴材料TC11钛合金,建立了包含表面粗糙度与表层残余应力的微观有限元模型,基于临界平面法建立TC11弯扭疲劳寿命预测模型,研究表面粗糙度与轴向/周向残余应力对疲劳寿命的影响规律;分别使用车削与超声滚压工艺加工疲劳试样,对比两种工艺下试样的表面完整性,进行疲劳实验,验证预测模型准确性,并通过分析断口形貌研究断裂机理。研究表明:表面粗糙度和轴向残余压应力对寿命的影响显著,随着表面粗糙度Sa由1.6μm下降至0.4μm,寿命提高了135%;轴向残余压应力由100 MPa增大至400 MPa,寿命提高了123%,周向残余应力的影响较小。滚压试样具有更低的表面粗糙度、更高的加工硬化程度以及更高的表层轴向/周向残余压应力,疲劳寿命更高,建立的寿命预测模型可在25%的误差范围带内预测TC11弯扭寿命,为工艺优化提供理论依据。滚压后试样断口疲劳辉纹间距由0.8~0.9μm减小至0.3~0.4μm,裂纹扩展速率降低,在加工影响层主要断裂形式由沿晶断裂转变为穿晶断裂。 展开更多
关键词 钛合金 弯扭疲劳 寿命预测 表面完整性 断裂机理
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CBN砂轮磨削铸铁HT250试件表面完整性测试实验研究
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作者 周靖刚 周哲平 +4 位作者 金正钢 蒋莉莉 刘良宝 张宁 李勋 《机床与液压》 北大核心 2025年第14期80-85,共6页
铸铁材料是制造机床导轨、工作台、立柱和床身等零件的主要材料之一,而磨削是加工铸铁零件精密配合表面的主要工艺方法。通过砂轮修整和试件磨削实验,得到80目超硬磨料CBN砂轮的修整参数对HT250试件磨削表面完整性的影响规律关系,优选... 铸铁材料是制造机床导轨、工作台、立柱和床身等零件的主要材料之一,而磨削是加工铸铁零件精密配合表面的主要工艺方法。通过砂轮修整和试件磨削实验,得到80目超硬磨料CBN砂轮的修整参数对HT250试件磨削表面完整性的影响规律关系,优选出适合磨削HT250铸铁试件的CBN砂轮修整参数为:v_(w)=40 mm/min,n_(s)=200 r/min,h=3μm,p=200μm。在此修整参数下,改变磨削工艺参数对试件表面进行磨削加工,测量试件磨削表面的完整性指标。基于磨削表面显微硬度和机床导轨表面生产实际粗糙度的设计要求,优选出HT250的磨削参数为:v_(s)=30 m/s,a_(p)=2μm,v_(f)=14 m/min。此时,在保证磨削表面粗糙度R_(a)低于0.4μm的前提下,获得了更高的磨削表面显微硬度,从而提升了铸铁HT250试件磨削表面的耐磨性。同时,CBN砂轮的稳定磨削阶段为6 min≤t≤40 min,可以有效保证试件磨削表面质量的稳定性。 展开更多
关键词 修整参数 表面完整性 磨削 HT250 CBN砂轮
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喷丸强度对DD6单晶高温合金表面完整性的影响
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作者 盖鹏涛 武赟华 +2 位作者 曹子文 魏大盛 付雪松 《航空材料学报》 北大核心 2025年第1期53-61,共9页
单晶涡轮叶片作为航空发动机关键部件,其服役寿命与表面完整性紧密相关,通常需要对其表面进行喷丸强化以满足性能需求。基于此,本工作采用表面轮廓仪、扫描电镜、显微硬度仪和应力测定仪等,系统研究了喷丸前和不同喷丸强度(0.15、0.2 mm... 单晶涡轮叶片作为航空发动机关键部件,其服役寿命与表面完整性紧密相关,通常需要对其表面进行喷丸强化以满足性能需求。基于此,本工作采用表面轮廓仪、扫描电镜、显微硬度仪和应力测定仪等,系统研究了喷丸前和不同喷丸强度(0.15、0.2 mmA和0.25 mmA)处理对DD6单晶高温合金的表面形貌及粗糙度、近表层微观组织、硬度和残余应力等表面完整性指标的影响规律。结果表明:喷丸强化后的DD6单晶高温合金表面原始机加工痕迹减弱,合金表面粗糙度由0.15mmA试样的0.507μm增大到0.25mmA的0.883μm;在近表面产生了一层梯度塑性变形层,剧烈变形层深度由0.15 mmA试样的45μm逐渐增大到0.25 mmA的98μm;表面硬度值由原始机加工试样490HV逐渐增大到0.25 mmA的738HV,硬化层深度也达到260μm;合金在0.2 mmA喷丸强度下表面残余压应力达到最大,约为-821.2MPa。 展开更多
关键词 DD6单晶高温合金 喷丸强化 表面完整性 残余应力 塑性变形
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基于等离子体光谱的γ-TiAl激光冲击强化表面完整性在线监测研究
8
作者 史广源 王渊彬 +4 位作者 王英豪 单梦洁 丁镭益 崔敏超 罗明 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第9期2517-2525,共9页
围绕激光冲击强化(LSP)过程中等离子体光谱现象展开,旨在研究光谱特性与表面完整性之间的关联规律,并提出一种基于等离子体光谱的在线监测方法,用于实现LSP过程的智能化监控。首先介绍了激光冲击强化过程等离子体光谱采集装置相关参数,... 围绕激光冲击强化(LSP)过程中等离子体光谱现象展开,旨在研究光谱特性与表面完整性之间的关联规律,并提出一种基于等离子体光谱的在线监测方法,用于实现LSP过程的智能化监控。首先介绍了激光冲击强化过程等离子体光谱采集装置相关参数,并对LSP过程中的等离子体特性进行了详细分析。利用NⅡ500.515 nm和NⅡ399.5 nm两条谱线结合玻尔兹曼双线法,估算出等离子体表观温度在16000~22000 K,并通过Hα656.27 nm谱线计算得出电子数密度约为2.287~3.612×10^(16)cm^(-3)。随着激光功率密度的增加,等离子体温度和电子数密度呈现整体上升趋势,但受LSP过程的时空不稳定性影响,这些参数存在一定波动性。其次,深入研究了LSP对γ-TiAl合金表面完整性的强化效果。实验发现,随着激光功率密度的增加,表面残余应力从初始的-61.498 MPa逐步增加至-444.224 MPa,表面维氏硬度从317.8 HV提升至385.5 HV。基于这些实验数据,以Hα线和NⅡ500.515 nm线强度比为自变量,分别构建了表面残余应力和维氏硬度的多项式拟合模型,决定系数R^(2)均超过90%,为表面完整性定量预测提供了科学依据。此外,为实现LSP过程的高效在线监测,本研究提出了一种基于CNN-Transformer深度学习架构的端到端监测方法。该模型通过处理等离子体光谱数据,对LSP过程进行监测。实验表明,该方法的分类准确率高达99.3%,展现了在LSP过程在线监测中的高效性和可靠性。综上所述,本研究通过结合物理建模与深度学习技术,探索了LSP过程中等离子体光谱与表面完整性的关联规律,为LSP的智能化在线监测提供了新颖可靠的解决方案。 展开更多
关键词 激光冲击强化 等离子体光谱 在线监测 表面完整性
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激光冲击强化对增材制造镁合金表面完整性的影响
9
作者 王文泉 赵新甜 +2 位作者 于文慧 郑宏宇 王宗申 《表面技术》 北大核心 2025年第11期173-183,共11页
目的改善增材制造镁合金的表面完整性。方法利用激光冲击强化技术对选区激光熔化制备的AZ91镁合金板材进行不同冲击次数的表面后处理。通过扫描电子显微镜与激光共聚焦显微镜、显微硬度测量和残余应力测试分析,分别评价增材制造镁合金... 目的改善增材制造镁合金的表面完整性。方法利用激光冲击强化技术对选区激光熔化制备的AZ91镁合金板材进行不同冲击次数的表面后处理。通过扫描电子显微镜与激光共聚焦显微镜、显微硬度测量和残余应力测试分析,分别评价增材制造镁合金的表面形貌及粗糙度、显微硬度和残余应力水平,并通过光学显微镜、电子背散射衍射和X射线衍射对增材制造镁合金的微观组织和气孔缺陷进行分析。结果激光冲击强化后,试样表面未熔颗粒及其团聚现象得到改善,表面区域平整光滑,粗糙度随冲击次数的增加逐渐降低(由初始的15.47μm降低至8.87μm),降幅约43%;表面显微硬度由103.04HV提高至160.81HV,提高幅度约为56%,截面显微硬度沿深度方向呈梯度分布且在冲击2次时最为显著,影响深度约为400μm;表面残余压应力由初始的3.52 MPa增至24.02 MPa。同时,激光冲击强化试样内部孔洞缺陷数量大幅下降且孔洞形态发生改变,并在近表层形成梯度微观结构与晶粒细化。结论在激光诱导的高温高压等离子体冲击波的力学效应与热效应的共同作用下,增材制造镁合金试样的表面完整性得到显著改善。 展开更多
关键词 激光冲击强化 选区激光熔化 增材制造 AZ91镁合金 表面完整性 缺陷调控
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U71Mn钢轨成形磨削表面完整性实验研究
10
作者 刘佩杰 李佩 全燕鸣 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第5期138-144,共7页
钢轨成形磨削加工旨在延长钢轨寿命并改善轮/轨接触关系,但当前对成形磨削加工后钢轨表面完整性尚缺乏系统性研究。基于此,采用单因素对照实验系统性研究成形磨削参数对U71Mn钢轨磨削表面完整性的影响。首先,使用钢轨磨削加工平台研究... 钢轨成形磨削加工旨在延长钢轨寿命并改善轮/轨接触关系,但当前对成形磨削加工后钢轨表面完整性尚缺乏系统性研究。基于此,采用单因素对照实验系统性研究成形磨削参数对U71Mn钢轨磨削表面完整性的影响。首先,使用钢轨磨削加工平台研究钢轨进给速度、砂轮磨削深度和线速度的变化对已加工表面完整性的影响;其次,分析球形磨屑和带状磨屑的形貌及能谱。研究结果表明,进给速度和磨削深度增大使Ra增大60%和123.02%,Rz增大18.92%和23.16%;砂轮线速度增大使Ra和Rz减小29.29%和18.03%。进给速度为0.65 m/min,磨削深度为0.13 mm,砂轮线速度为21.67 m/s时,亚表面塑性变形层厚度分别达到最大值10、15和13μm。显微硬度呈先降低后平稳的趋势。磨削产生的球形磨屑含氧量为36.65%,远高于带状磨屑。 展开更多
关键词 U71Mn钢轨 成形磨削 表面完整性 磨屑形貌 能谱分析
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K417G铸造高温合金喷丸强化表面完整性试验研究
11
作者 马芳薇 闵祥禄 +3 位作者 韩巍 梁巧云 袁沛雨 谭靓 《航空制造技术》 北大核心 2025年第11期64-71,共8页
为提高涡轮叶片榫齿的疲劳性能,针对K417G铸造高温合金喷丸强化过程,采用2因素5水平响应曲面试验方法开展了喷丸强化工艺试验。研究了喷丸强度和覆盖率对表面粗糙度、残余应力、显微硬度和微观组织的影响,建立了表面粗糙度和表面残余应... 为提高涡轮叶片榫齿的疲劳性能,针对K417G铸造高温合金喷丸强化过程,采用2因素5水平响应曲面试验方法开展了喷丸强化工艺试验。研究了喷丸强度和覆盖率对表面粗糙度、残余应力、显微硬度和微观组织的影响,建立了表面粗糙度和表面残余应力的响应曲面预测模型。研究结果表明,喷丸强度对表面完整性特征的影响最为显著,覆盖率次之;喷丸强化工艺参数对表面粗糙度的影响存在饱和点;表面粗糙度和表面残余应力预测值与实测值误差分别小于11%和41%;当喷丸强度为0.13 mmA,覆盖率为220%时可获得的良好表面完整性。 展开更多
关键词 K417G铸造高温合金 喷丸强化 表面完整性 表面粗糙度 残余应力 显微硬度 微观组织
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机器人砂带磨削增材钛合金空心构件的材料去除行为及表面完整性研究
12
作者 柴东升 王焕臣 +1 位作者 刘振扬 肖贵坚 《航空制造技术》 北大核心 2025年第13期49-55,共7页
为研究机器人砂带磨削增材钛合金空心构件的材料去除行为和表面完整性,本文设计并进行了机器人砂带磨削增材钛合金空心构件试验。对比研究了不同恒定磨削力条件下,机器人砂带磨削对钛合金增材空心构件表面材料去除特征、磨屑、表面形貌... 为研究机器人砂带磨削增材钛合金空心构件的材料去除行为和表面完整性,本文设计并进行了机器人砂带磨削增材钛合金空心构件试验。对比研究了不同恒定磨削力条件下,机器人砂带磨削对钛合金增材空心构件表面材料去除特征、磨屑、表面形貌,以及亚表层材料性能的影响。结果表明,当磨削力由25 N降低至10 N,表面粗糙度Ra 2.11μm和Ry 16.5μm降低至Ra 1.03μm和Ry 8μm,滑移层厚度从55μm降低至45μm,表面残余压应力从243 MPa降低至89 MPa。机器人砂带磨削试验表明,较小的恒定磨削力可以提高表面加工质量,减小表面粗糙度和损伤,降低亚表层材料滑移变形深度和残余压应力,从而提高增材钛合金空心构件的加工性能。本文为机器人砂带磨削增材钛合金零部件加工及其表面完整性研究提供理论依据和技术参考。 展开更多
关键词 增材钛合金 机器人砂带磨削 材料去除机理 表面完整性 空心构件
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微量液氮低温冷却切削Ni_(40)Fe_(30)Co_(20)Al_(10)加工表面完整性研究
13
作者 王利虎 王海双 +2 位作者 乔阳 刘国梁 王相宇 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第7期68-74,共7页
高熵合金Ni_(40)Fe_(30)Co_(20)Al_(10)在低温下具有高塑性、高强度、高硬度与耐腐蚀等综合优异性能,在航空航天领域应用潜力大。但切削时冷却不足导致切削温度过高,对加工表面破坏严重。针对高熵合金切削温度高的问题,采用微量液氮低... 高熵合金Ni_(40)Fe_(30)Co_(20)Al_(10)在低温下具有高塑性、高强度、高硬度与耐腐蚀等综合优异性能,在航空航天领域应用潜力大。但切削时冷却不足导致切削温度过高,对加工表面破坏严重。针对高熵合金切削温度高的问题,采用微量液氮低温冷却的切削方式,避免了干切削温度过高与大流量液氮冷却局部过冷问题。端面车削试验结果表明,微量液氮低温冷却能提升加工表面质量。研究了不同工况条件下的刀具磨损机理,并基于刀具磨损机理,揭示了冷却条件和切削速度对加工表面完整性的影响规律。高速切削加工时,采用微量液氮低温冷却的方式可显著改善加工表面质量;结合切削温度与切削力的变化,揭示了不同冷却条件、切削速度下加工硬化和硬化层深度的成因。 展开更多
关键词 微量液氮低温冷却 加工表面质量 刀具磨损 表面完整性 高速切削加工
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超声滚压参数对PCrNi_(3)MoV高强钢表面完整性的影响
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作者 杜云飞 张亚鸽 +2 位作者 李国栋 吴璞 辛志杰 《工具技术》 北大核心 2025年第2期14-18,共5页
为研究超声滚压工艺参数对PCrNi_(3)MoV钢表面完整性的影响规律,设计基于静压力、振幅和滚压次数的三因素三水平正交试验,对试样表面的微观形貌、显微硬度和粗糙度进行表征分析。结果表明,表面粗糙度随静压力的增加先减小后增大,随振幅... 为研究超声滚压工艺参数对PCrNi_(3)MoV钢表面完整性的影响规律,设计基于静压力、振幅和滚压次数的三因素三水平正交试验,对试样表面的微观形貌、显微硬度和粗糙度进行表征分析。结果表明,表面粗糙度随静压力的增加先减小后增大,随振幅增大和滚压次数的增多而减小;表面硬度随静压力和振幅的增大先增大后基本保持不变,随滚压次数的增多而显著增大。滚压次数对表面粗糙度的影响最大,静压力次之,振幅最小;滚压次数对表面显微硬度的影响最大,振幅次之,静压力最小。超声滚压后PCrNi_(3)MoV钢试样表面划痕缺陷基本被消除,表面光滑平整,表面粗糙度降低91.7%,表面显微硬度提高42.1%,其表面完整性显著提升。 展开更多
关键词 PCrNi_(3)MoV钢 超声滚压 工艺参数 表面完整性
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热机载荷下GH4169G车削-喷丸加工表面完整性的演化机理
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作者 何喆 李佳乐 +2 位作者 史恺宁 樊昱昌 黄新春 《中国机械工程》 北大核心 2025年第4期780-789,共10页
以航空发动机用镍基高温合金GH4169G为研究对象,开展服役条件下车削-喷丸复合加工表面完整性演化机理研究。通过模拟服役环境的热机载荷试验,分析了热载荷、机械载荷以及热机载荷对表面完整性的作用形式,建立了表面完整性控制的热机载... 以航空发动机用镍基高温合金GH4169G为研究对象,开展服役条件下车削-喷丸复合加工表面完整性演化机理研究。通过模拟服役环境的热机载荷试验,分析了热载荷、机械载荷以及热机载荷对表面完整性的作用形式,建立了表面完整性控制的热机载荷模型和基于余弦函数控制因子的残余应力及显微硬度演化模型,掌握了热机载荷作用下的残余应力松弛规律和显微硬度及表层微观组织变化规律。研究结果为掌握镍基高温合金在服役环境下加工表面完整性的演化形式提供了基础数据,进一步优化了表面完整性控制工艺。 展开更多
关键词 高温合金GH4169G 车削-喷丸复合加工 服役环境 表面完整性演化
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SiCp/Al材料的超低温磨削工艺与表面完整性
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作者 郭维诚 韩少杰 +1 位作者 何启超 郭淼现 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第4期486-495,共10页
SiCp/Al作为一种典型的颗粒增强金属基复合材料,凭借其优异的综合性能在航空航天、精密电子等领域得到了广泛应用,但其物理特性与可加工性能仍有提升空间。针对20%体积分数的SiCp/Al复合材料进行液氮超低温与室温风冷磨削实验,对比2种... SiCp/Al作为一种典型的颗粒增强金属基复合材料,凭借其优异的综合性能在航空航天、精密电子等领域得到了广泛应用,但其物理特性与可加工性能仍有提升空间。针对20%体积分数的SiCp/Al复合材料进行液氮超低温与室温风冷磨削实验,对比2种冷却介质下工艺参数对其磨削力、表面损伤的影响,并分析其表面粗糙度、残余应力和显微硬度的变化规律。结果表明:SiCp/Al的超低温磨削力和表面完整性变化趋势与室温风冷磨削时的相近;超低温增加了铝基体的致密性与均匀性,提高了材料整体和界面结合强度,使其磨削力较室温风冷时的更大,且能有效抑制铝基体和SiC颗粒的磨削损伤,降低材料表面粗糙度,提高材料的残余压应力和硬度,从而综合提升材料表面质量。 展开更多
关键词 SICP/AL 超低温 磨削 材料损伤 表面完整性
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激光喷丸-机械喷丸复合强化对GH4169合金表面完整性和振动疲劳性能的影响
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作者 田凯 吴小燕 +3 位作者 李伟 谢超 罗学昆 王欣 《材料工程》 北大核心 2025年第8期147-156,共10页
基于压气机叶片受载特点设计振动疲劳试样,并对试样分别进行机械喷丸、激光喷丸、激光喷丸-机械喷丸复合强化。采用白光干涉仪、X射线衍射残余应力测试仪、显微硬度计和扫描电镜分别对表面强化GH4169合金试样的表面三维形貌、残余应力... 基于压气机叶片受载特点设计振动疲劳试样,并对试样分别进行机械喷丸、激光喷丸、激光喷丸-机械喷丸复合强化。采用白光干涉仪、X射线衍射残余应力测试仪、显微硬度计和扫描电镜分别对表面强化GH4169合金试样的表面三维形貌、残余应力分布、硬度梯度和截面微观组织等表面完整性参数进行表征,研究表面完整性状态对振动疲劳性能的影响规律。结果表明:复合强化表现出喷丸和激光冲击处理的共同优点,消除了机械加工痕迹,引入高幅值(1199 MPa)、大深度(330μm)残余压应力场,产生了深度超过120μm的组织硬化层与超过90μm的塑性变形层。由于复合强化表面完整性的改善,复合强化试样的中值疲劳寿命较未强化、机械喷丸和激光喷丸试样分别提高了77.6倍、4.0倍和14.5倍,使得疲劳源由次表层萌生。 展开更多
关键词 激光喷丸-机械喷丸复合强化 GH4169 表面完整性 振动疲劳寿命
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外圆磨削18CrNiMo7-6力模型及表面完整性研究 被引量：4
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作者 王栋 陈磊 张志鹏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期381-393,共13页
为了准确和有效地控制磨削参数对磨削力及表面完整性的影响,通过解析法,以磨粒与材料间的塑性变形、压痕理论以及剪切应变效应为理论依据,建立了三阶段的磨削力理论模型。选定棕刚玉砂轮进行磨削试验,探究了磨削参数对磨削力的影响以及... 为了准确和有效地控制磨削参数对磨削力及表面完整性的影响,通过解析法,以磨粒与材料间的塑性变形、压痕理论以及剪切应变效应为理论依据,建立了三阶段的磨削力理论模型。选定棕刚玉砂轮进行磨削试验,探究了磨削参数对磨削力的影响以及磨削参数和磨削力对表面完整性的影响,通过外圆横向磨削正交试验获得了外圆磨削最优工艺参数。结果表明,外圆磨削力模型法向磨削力和切向磨削力的预测平均误差分别为5.56%和7.08%;砂轮径向进给速度f_(r)对磨削力的影响最大,磨削宽度b次之,工件转速n_(w)和砂轮粒度的影响较小;f_(r)和b对残余应力的影响较大,砂轮粒度对表面粗糙度的影响最大;随着磨削力的增大,表面粗糙度值一直增大,残余应力先减小后增大,沿深度方向残余应力最大值先增大后减小,在试验所取参数条件下,影响残余应力的深度分布范围基本在20~40μm;最优工艺参数组合如下:f_(r)=0.15 mm/min,n_(w)=120 r/min,b=10 mm,砂轮粒度80。 展开更多
关键词 外圆磨削 横向磨削 磨削力模型 18CrNiMo7-6钢 表面完整性
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增材制造材料铣削加工特性和表面完整性研究进展综述 被引量：2
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作者 赵昌龙 马洪楠 +3 位作者 贾晓宇 赵钦祥 杜伟龙 于子策 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第6期89-94,132,共7页
激光熔覆等增材制造技术目前已被广泛应用,然而这类技术获得的熔覆层表面质量较差,难以满足零件的尺寸精度和表面质量等要求,铣削加工作为一种精加工方式可以有效地解决精度不足等问题。文章综述了不同铣削参数、切削方向、增材制造材... 激光熔覆等增材制造技术目前已被广泛应用,然而这类技术获得的熔覆层表面质量较差,难以满足零件的尺寸精度和表面质量等要求,铣削加工作为一种精加工方式可以有效地解决精度不足等问题。文章综述了不同铣削参数、切削方向、增材制造材料的处理方式、熔覆层的构筑方向等影响因素对加工特性和表面完整性的影响,加工特性通过切削力和刀具磨损表征,而表面完整性主要包括表面形貌(表面粗糙度、表面纹缺陷、毛刺形成等)和力学性能(残余应力和显微硬度),通过对不同影响因素下的熔覆层加工特性和表面完整性评价,使研究人员对增材制造材料的铣削性能具有更全面的了解,最后对增材制造材料铣削过程中存在的问题归纳梳理,并对其未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 增材制造材料 铣削 加工特性 表面完整性
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航空齿轮钢强化工艺与表面完整性关联规律研究 被引量：7
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作者 吴吉展 朱才朝 +2 位作者 魏沛堂 刘怀举 吴少杰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期153-168,共16页
目的 探究不同加工工艺与表面完整性的关联规律。方法 对渗碳航空齿轮钢AISI9310进行常规喷丸、二次喷丸、微粒喷丸、滚磨光整、喷丸光整等齿轮高表面完整性强化加工工艺处理,使用白光干涉仪、X射线衍射应力仪和显微硬度计对不同工艺状... 目的 探究不同加工工艺与表面完整性的关联规律。方法 对渗碳航空齿轮钢AISI9310进行常规喷丸、二次喷丸、微粒喷丸、滚磨光整、喷丸光整等齿轮高表面完整性强化加工工艺处理,使用白光干涉仪、X射线衍射应力仪和显微硬度计对不同工艺状态下的试件进行表面形貌、表面粗糙度、残余应力和显微硬度等表面完整性表征。结果 喷丸能使得航空齿轮钢的表面粗糙度Sa值由磨削状态的0.68μm增加到0.96μm,而光整处理后,Sa下降到0.2μm以下;微粒喷丸使表面残余压应力提升到–1 300 MPa,相比于常规喷丸和磨削状态,其幅值分别增加了450、800 MPa;滚磨光整使得表面残余压应力幅值进一步增加到1 400MPa以上;二次喷丸及喷丸光整能显著提升表面硬度,相比磨削状态的645HV分别提升到718HV、721HV。结论 二次喷丸、微粒喷丸、光整等工艺通过影响齿轮表面粗糙度、残余应力、硬度梯度等表面完整性参数,从而影响润滑状态、受力状态、应力集中、失效风险等,直接影响齿轮的服役性能。 展开更多
关键词 滚动接触疲劳 二次喷丸 微粒喷丸 滚磨光整 表面完整性
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