專利名稱：利用復(fù)合噴丸強(qiáng)化提高鈦金屬疲勞強(qiáng)度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為產(chǎn)生特殊效果的噴射磨料方法，尤其涉及用連續(xù)撞擊的方式對鈦材實(shí)施的噴丸加工。
背景技術(shù)：
鈦及其合金具有高的比強(qiáng)度、優(yōu)良的耐蝕性和良好的高溫性能，在現(xiàn)代航空航天、軍事工業(yè)和民用工業(yè)中占據(jù)越來越重要的位置。但是，由于鈦及其合金自身的疲勞強(qiáng)度低，分散性大，耐磨性能差等缺點(diǎn)，大大限制了其在工業(yè)中的進(jìn)一步應(yīng)用。雖然現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了多種物理和化學(xué)的表面改性技術(shù)，可以有效地改善鈦及其合金的耐磨性能，但是這些方法幾乎都使其疲勞強(qiáng)度反而降低。
噴丸和滾壓是公認(rèn)的提高鈦及其合金疲勞程度的方法，目前已有大量的研究，但其強(qiáng)化效果都不明顯。比較而言，噴丸強(qiáng)化效果相對較好，也只使工業(yè)純鈦的疲勞極限一般提高20％左右，遠(yuǎn)低于噴丸對一般材料的強(qiáng)化效果。而滾壓強(qiáng)化提高工業(yè)純鈦的疲勞極限的效果更小一些，明顯低于其對一般材料的強(qiáng)化效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的提出，旨在通過復(fù)合噴丸的工藝方法，來提高鈦金屬的疲勞強(qiáng)度。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種利用復(fù)合噴丸強(qiáng)化提高鈦金屬疲勞強(qiáng)度的方法，其特征在于工藝過程分兩個步驟第一步，高能噴丸表面納米化處理，噴丸工藝參數(shù)為噴丸介質(zhì)選用1.0mm～2.0mm的合金鋼彈丸，噴丸速度為45m/s～55m/s，噴丸時間為60min～360min；第二步，二次細(xì)化噴丸，工藝參數(shù)為噴丸介質(zhì)改用0.3mm～0.6mm的彈丸，噴丸速度依然采用45m/s～55m/s，噴丸時間較短10min～30min。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所述的復(fù)合噴丸強(qiáng)化可使工業(yè)純鈦的疲勞極限提高50％以上，遠(yuǎn)高于其它強(qiáng)化工藝對工業(yè)純鈦疲勞性能的影響。該工藝所需設(shè)備簡單，工藝過程易操作，只需在常用的噴丸或拋丸設(shè)備上通過改變噴丸介質(zhì)、噴丸能量(速度)以及噴丸時間即可。該工藝適用于包括鈦金屬在內(nèi)的多種塑性金屬材料。


本發(fā)明附圖1幅，示于圖1。
圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
一種利用復(fù)合噴丸強(qiáng)化提高鈦金屬疲勞強(qiáng)度的方法，這種方法通過高能噴丸強(qiáng)化處理，可以在材料的表面形成一定深度的納米表層，并在表層產(chǎn)生很高、很深的殘余壓應(yīng)力場；然后，通過二次細(xì)化噴丸可以降低納米表層的粗糙度、修復(fù)因劇烈塑性變形而引起的表面損傷并彌合表層微裂紋，抑制裂紋在表面產(chǎn)生，使納米表層的優(yōu)良性能得到充分發(fā)揮，從而借助納米表層優(yōu)良性能和較高的殘余壓應(yīng)力使材料的疲勞強(qiáng)度得到提高。
具體工藝過程包括1、清理表面清理被噴丸零件的表面附著物等污物；2、高能噴丸表面納米化處理(a)噴丸介質(zhì)為1.0mm～2.0mm的合金鋼彈彈丸；(b)噴丸速度為45m/s～55m/s；(c)噴丸時間為60min～360min；3、二次細(xì)化噴丸(a)噴丸介質(zhì)為0.3mm～0.6mm的合金鋼丸；(b)噴丸速度為45m/s～55m/s；(c)噴丸時間為10min～30min。
權(quán)利要求
1.一種利用復(fù)合噴丸強(qiáng)化提高鈦金屬疲勞強(qiáng)度的方法，其特征在于該方法的過程包括下述步驟(1)清理表面，去除被噴丸零件的表面附著物和污物；(2)高能噴丸的表面納米化處理，其工藝條件是(a)噴丸介質(zhì)為1.0mm～2.0mm的合金鋼彈丸；(b)噴丸速度為45m/s～55m/s；(c)噴丸時間為60min～360min；(3)二次細(xì)化噴丸(a)噴丸介質(zhì)為0.3mm～0.6mm的合金鋼彈丸；(b)噴丸速度為45m/s～55m/s；(c)噴丸時間為10min～30min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用復(fù)合噴丸強(qiáng)化提高鈦金屬疲勞強(qiáng)度的方法，其特征在于該方法的工藝過程包括去除表面附著物和污物的步驟、高能噴丸的表面納米化處理和二次細(xì)化噴丸的步驟，通過所述的表面納米化處理可使金屬表面獲得一定深度的納米表層和很深的殘余壓應(yīng)力場；通過二次細(xì)化可使納米表層的優(yōu)良性能得以充分發(fā)揮，在保持較高殘余壓應(yīng)力的情況下，使材料的疲勞強(qiáng)度得到提高。
文檔編號C22F1/18GK101020946SQ20071001045
公開日2007年8月22日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月14日
發(fā)明者王生武, 溫愛玲, 任瑞銘 申請人:大連交通大學(xué)