專利名稱：一種適用于非開(kāi)敞區(qū)域零件孔的強(qiáng)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面強(qiáng)化領(lǐng)域，涉及一種對(duì)非開(kāi)敞區(qū)域上零件孔的強(qiáng)化的方法。
背景技術(shù)：
在某些金屬零件上由于功能需要，需開(kāi)制一些孔，如整體油箱壁板上過(guò)油孔、通氣孔等，這些孔的存在是產(chǎn)品的功能需求，原來(lái)一般不做特別處理。但這些孔的開(kāi)制對(duì)結(jié)構(gòu)件本身的強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生不利影響，形成應(yīng)力集中源，降低了構(gòu)件的強(qiáng)度和抗疲勞性能。為了提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度，需要對(duì)這些孔進(jìn)行強(qiáng)化處理。對(duì)孔的強(qiáng)化方法一般有冷擠壓強(qiáng)化、噴丸強(qiáng)化等，但對(duì)一些較封閉的非開(kāi)敞部位不適用；還有一種壓印強(qiáng)化方法，對(duì)于封閉的非開(kāi)敞部位比較適用，但工藝參數(shù)及條件不明，需要研究確定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為解決功能性孔對(duì)結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度和抗疲勞性能帶來(lái)不利影響的問(wèn)題，設(shè)計(jì) 一種適用于非開(kāi)敞部位零件孔的強(qiáng)化方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種適用于非開(kāi)敞區(qū)域零件孔的強(qiáng)化方法，使用特制的壓印鉗和壓印模具，在需要強(qiáng)化的零件孔的周邊，壓出一定形狀和深度的印痕，其具體步驟如下1)機(jī)械加工需要強(qiáng)化的零件孔，使其達(dá)到規(guī)定的工藝要求，即孔壁及孔周圍半徑30mm范圍內(nèi)表面粗糙度Ra不大于1. 6，孔邊倒圓為R 0. 5mm ；2)使用圓柱銷定位安裝壓印模具，持壓印鉗對(duì)正壓印模；3)安裝無(wú)誤后，對(duì)壓印鉗施加壓力并持續(xù)一定保壓時(shí)間，壓力為40 60Mpa，保壓時(shí)間為1 5min ；壓痕內(nèi)邊緣與被強(qiáng)化的零件孔的外邊緣的徑向距離為2 5mm ；壓痕寬度為 1 2. 5mm ；4)關(guān)閉壓印設(shè)備風(fēng)源，去除壓力，取下壓印模，準(zhǔn)備下一孔的壓印。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果本發(fā)明通過(guò)壓印加工，改善了非開(kāi)敞區(qū)域零件孔及周邊的應(yīng)力情況，提高孔的抗疲勞性能，可推廣應(yīng)用到飛機(jī)關(guān)鍵受力結(jié)構(gòu)件的螺栓孔等的強(qiáng)化，大大提高連接孔的抗疲勞性能，從而提升產(chǎn)品的疲勞壽命。


圖1為本發(fā)明方法工作示意圖；圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例的孔壓痕示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述如圖1，本發(fā)明具體強(qiáng)化步驟如下1)機(jī)械加工工件上需強(qiáng)化的孔到規(guī)定的狀態(tài)，工藝要求為孔壁及孔周圍半徑30mm范圍內(nèi)表面粗糙度Ra不大于1. 6，孔邊倒圓R0. 5mm ；2)使用圓柱銷定位安裝壓印模具，持壓印鉗對(duì)正壓印模；3)安裝無(wú)誤后，對(duì)壓印鉗施加50Mpa壓力并持續(xù)3min，確認(rèn)模具在工件上壓出明顯的痕跡；4)關(guān)閉壓印設(shè)備風(fēng)源，去除壓力，取下壓印模，準(zhǔn)備下一孔的壓印。如圖2，在本實(shí)施例中，需要強(qiáng)化的零件孔為3個(gè)，分別為兩個(gè)直徑為9mm的孔和一個(gè)直徑為IOmm的孔；經(jīng)過(guò)本發(fā)明的強(qiáng)化后，壓痕深度為0. 3mm，壓痕寬度為1. 2mm。

經(jīng)壓印強(qiáng)化疲勞對(duì)比試驗(yàn)，在σ max = 200Mpa應(yīng)力水平下，壓深0. 3士0. 05mm時(shí)， 比不壓印時(shí)的中值壽命N5tl (次)增加達(dá)3. 3倍多。其基本原理是利用金屬的彈塑性變形的能力，通過(guò)壓印使孔周圍的材料產(chǎn)生軸向和徑向彈塑性變形區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)具有兩個(gè)強(qiáng)化機(jī)制a)造成很高的宏觀殘余應(yīng)力，在疲勞過(guò)程中降低外加交變載荷中瞬間拉應(yīng)力水平，使平均應(yīng)力水平下降；b)在強(qiáng)化層內(nèi)組織結(jié)構(gòu)改變，位錯(cuò)密度增加，微觀內(nèi)應(yīng)力升高，在疲勞過(guò)程中，阻礙金屬晶體滑移，阻礙位錯(cuò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；以上兩個(gè)強(qiáng)化機(jī)制綜合作用的結(jié)果，能大幅度提高帶孔金屬零件的孔邊疲勞強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕的能力，從而延長(zhǎng)裂紋萌生壽命和裂紋擴(kuò)展速率，達(dá)到延長(zhǎng)零件的使用壽命的目的。
權(quán)利要求
1.一種適用于非開(kāi)敞區(qū)域零件孔的強(qiáng)化方法，其特征是，使用特制的壓印鉗和壓印模具，在需要強(qiáng)化的零件孔的周邊，壓出一定形狀和深度的印痕。
2.如權(quán)利要求1所述的適用于非開(kāi)敞區(qū)域零件孔的強(qiáng)化方法，其特征是，具體步驟如下1)機(jī)械加工需要強(qiáng)化的零件孔，使其達(dá)到規(guī)定的工藝要求，即孔壁及孔周圍半徑 30mm范圍內(nèi)表面粗糙度Ra不大于1. 6，孔邊倒圓為R0. 5mm ；2)使用圓柱銷定位安裝壓印模具，持壓印鉗對(duì)正壓印模；3)安裝無(wú)誤后，對(duì)壓印鉗施加壓力并持續(xù)一定保壓時(shí)間，壓力為40 60Mpa，保壓時(shí)間為1 5min ；壓痕內(nèi)邊緣與被強(qiáng)化的零件孔的外邊緣的徑向距離為2 5mm ；壓痕寬度為 1 2. 5mm ；4)關(guān)閉壓印設(shè)備風(fēng)源，去除壓力，取下壓印模，準(zhǔn)備下一孔的壓印。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于非開(kāi)敞區(qū)域零件孔的強(qiáng)化方法，其特征是，使用特制的壓印鉗和壓印模具，在需要強(qiáng)化的零件孔的周邊，壓出一定形狀和深度的印痕。本發(fā)明通過(guò)壓印加工，改善了非開(kāi)敞區(qū)域零件孔及周邊的應(yīng)力情況，提高孔的抗疲勞性能，可推廣應(yīng)用到飛機(jī)關(guān)鍵受力結(jié)構(gòu)件的螺栓孔等的強(qiáng)化，大大提高連接孔的抗疲勞性能，從而提升產(chǎn)品的疲勞壽命。
文檔編號(hào)C21D7/04GK102433420SQ20111042700
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者劉慶華, 夏斌, 林震宇, 牛潤(rùn)軍, 王勁松, 王梅, 羅喜東, 黃如剛 申請(qǐng)人:陜西飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限公司