旋压件表面完整性研究
旋压件表面完整性研究是先进制造领域的关键课题,其核心在于通过工艺优化实现表面形貌、残余应力和微观组织的协同控制,从而提升零件的疲劳性能与服役寿命。以下是主要研究方向及技术要点:
一、表面完整性的关键影响因素
工艺参数:旋压过程中旋轮进给速度、主轴转速及旋压道次等参数直接影响表面粗糙度和残余应力分布。例如,冷态旋压可显著提高工件硬度(如40Mn2材料旋压后硬度达HV272-292),但可能降低塑性。
材料特性:钛合金等难加工材料易在旋压中产生微裂纹,需通过加热旋压(如热旋钛合金)改 善塑性。
变形机制:普通旋压以形状变化为主,而强 力旋压会显著改变壁厚,导致材料性能沿壁厚方向呈现不均匀性(如外表面硬度高于内层)
二、表面完整性控制技术
工艺优化:采用多道次旋压结合中间退火,可减少残余拉应力并细化晶粒。清华大学团队通过孔滚压技术实现了钛合金内孔形状精度与表面完整性的协同改进。
后处理技术:喷丸处理可引入有益压应力层,提高疲劳寿命;抛光能降低表面粗糙度至Ra 0.1μm以下。
检测与表征:需综合评估表面粗糙度、残余应力场(X射线衍射法)及亚表层微观组织(EBSD分析)。
三、挑战与发展趋势
当前研究面临旋压-热处理耦合机制不明确、难加工材料表面缺 陷控制难等问题。未来需结合数字孪生技术实现工艺参数智能优化,并开发新型复合旋压技术(如超声辅助旋压)。文章来源旋压加工http://www.ruidaxuanya.com/。
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