好来坞 摘要：对金属切削刀具进行表面强化处理是机械加工行业的一大变革，它是在刀具韧性较高的基体上增覆具有高硬度、高耐磨性、耐高温的薄层材料，使刀具具有全面、良好的综合使用性能。未经表面强化处理的高速钢刀具的硬度仅为62-68 HRC（760-960 HV），硬质合金刀具的硬度仅为89-93.5 HRA（1300-1850 HV）；而经表面强化处理后的刀具表面硬度可达2000-3000HV以上。
sky省钱电话 关键词：表面强化技术；金属切屑刀具；制造；应用；分析
1导言
表面机械强化作为一种抗疲劳表面改性技术已在机械制造和维修领域得到广泛应用。其基本原理是利用冲击或挤压使材料近表面产生局部弹塑性变形，从而产生残余压应力和显微组织结构改变，因此提高材料的抗疲劳裂纹萌生和扩展的能力。改善机械零件和构件表面性能，提高疲劳强度和耐磨性能的工艺方法。表面强化有时还能提高耐腐蚀性能。承受载荷的零件表面常处于最大应力状态，并在不同的介质环境中工作。因此，零件的失效和破坏也大多发生在表面或从表面开始，如在零件表层引入一定的残余压应力，增加表面硬度，改善表层组织结构等，就能显著地提高零件的疲劳强度和耐磨性。
2超声冲击处理技术
超声冲击处理技术是以大功率超声作为驱动能量，通过压电陶瓷或磁致伸缩换能器将电能转化为机械能，并由变幅器放大/聚能后，以约20kHz的频率驱动冲击针撞击焊缝表面，使材料表面产生局部塑性变形和残余压应力，降低焊接残余应力、改善焊趾几何形状、减小焊接变形，从而提高焊接接头的抗疲劳性能。关于超声冲击处理技术国际上的叫法尚未完全统一，比如有“Ultrasonic peening”、“Ultrasonic shot peening”，甚至有的称作“Ultrasonic needle peening”。为避免混淆，在本文中将超声振动驱动针状冲击头的超声表面强化技术称为超声冲击处理技术，将超声振动驱动丸粒飞行并碰撞被处理表面的超声表面强化技术称为超声喷丸强化技术。UIT于20世纪70年代中期由前苏联科学家EFIM STATNIKOV发明，主要用于改善海军舰船焊接钢结构的疲劳性能。由于技术保密原因，直到20世纪90年代后期该技术才逐渐被国际焊接结构领域所认识。自1990年起，法国焊接学会对高强钢焊接接头的UIT处理进行了试验研究，证明了UIT处理在提高焊接接头疲劳强度上的有效性。美国联邦公路管理局于1995年启动了超声冲击处理技术在桥梁钢结构上的应用研究计划。Lehigh大学的桥梁结构专家FISHER等对实际尺寸的大型焊接钢梁进行了超声冲击处理和疲劳试验研究，结果表明，经UIT处理后的主梁盖板焊接细节的疲劳强度可
由E级上升到C级甚至更高。经UIT处理后的板梁横向加劲肋焊接细节的疲劳强度可由C级上升到B级。他们认为，UIT是一项可用于桥梁制造和维修的经济可行的抗疲劳技术。
3表面强化技术方法
3.1喷丸公称直径
利用大量高速运动的珠丸打击零件表面，使表面产生冷硬层和残余压应力。喷丸强化效果与喷丸参数（丸子的速度和在零件上散布密度等）、零件材质和表面状态有关。对于材料强度高、零件表面有应力集中、表面粗糙或有表面缺陷的零件，喷丸强化有显著的效果。在喷丸前将零件加载，使它预先产生与工作状态下同方向的变形，然后在变形的零件表面上喷丸，这种方法称为应力喷丸。用这种方法可得到较普通喷丸更高的疲劳极限。
3.2滚压
对象数据库 用淬火的钢辊子在零件表面进行滚轧的强化方法。滚压使零件表面产生塑性变形和残余压应力，能显著提高零件的精度和降低表面粗糙度。滚压强化效果与滚压参数（滚压力和辊子半径等）、零件材料、尺寸和形状有关。滚压方法只能用于形状简单的机械零件。
4金属切削刀具的化学热处理强化
4.1刀具表面渗碳强化工艺
高速钢广泛应用于制造金属切削刀具，按照定比碳规律，用冶炼方法提高高速钢的含碳量，淬火回火后能提高使用硬度和耐磨性，但碳化物偏析严重，使强度和韧性以及加工性能恶化，故其应用受到限制。如若对高速钢进行常规渗碳处理，渗层碳浓度过高，只能采用低温淬火工艺进行处理，然而所得红硬性很低，不能用于刀具。对高速钢在高温奥氏体状态下进行控制气氛渗磷和真空渗碳能有效控制渗层碳化物的分布，但设备昂贵或控制较复杂，而刀具的变形也是突出的问题。为了达到节省材料费用和制造费用的目的，国内外都十分重视发展先进的处理工艺，其中山西长治国营淮海机械厂的夏期成高工所带团队应用新的机理和方法，研究成功了高速钢低温低浓度渗碳新工艺，在保持较高强度和韧性的条件下，硬度达到65.5-68 HRC，红硬性增高1.5-3 HRC。刀具的使用寿命一般可提高l-3倍。而对于适合进行最后成品强化处理的刀具采用低温渗碳复合热处理，还可以进一步提高其使用寿命。高速钢刀具应用低温渗碳新工艺，不但性能好、成本低、经济效益显著，而且设备简单，工艺易行，便于一般工厂推广应用。
4.2刀具表面渗氮强化工艺
渗氮是在一定温度下和一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。渗入钢中的氮，一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，另一方面与钢中的合金元素结合形成
各种合金氮化物，特别是氮化铝、氮化铬。这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。从20世纪70年代开始，渗氮从理论到工艺都得到迅速发展并日趋完善，适用的材料和工件也日益扩大，成为重要的化学热处理工艺之一。上海交通大学胡明娟等人采用可控渗氮工艺成功地抑制了高速钢W6Mo5Cr4V2渗氮层的脆性，试验表明，W6Mo5Cr4V2高速钢车刀经过可控渗氮处理，切削能力大幅度提高，加工中硬度、高韧度材料时，寿命提高几十倍，并能顺利切削硬度高达37-39 HRC的18Cr2Ni4WA钢。同时指出这一研究成果对扩大普通高速钢刀具的应用范围，解决一些难切削材料的加工问题有重要价值。
4.3刀具表面渗硼强化工艺
渗硼是在含硼介质中加热将硼渗入钢铁或分别以镍、钴、钛为基的合金件中的化学热处理工艺，渗硼层有优异的耐磨性、较好的耐蚀性和抗高温氧化性。北京科技大学材料科学与工程学院的唐伟忠等人使用固体渗硼的方法，将渗硼预处理与金刚石涂层工艺有机地结合起来，有效地扩展了金刚石涂层的工艺范围，从而保证涂层的质量和涂层的附着力。渗硼层不仅改变了硬质合金表层Co的催化特性，还可以抑制Co的外扩散。渗硼预处理后，金刚
石涂层刀具的使用寿命可以提高至未涂层刀具的20倍以上。
5结论
信号发生器设计 随着我国工业的高速发展，被加工材料的性能不断地升级，对切削加工所用刀具提出了更高的要求，单一的表面强化技术很难再继续满足现代制造业对刀具性能的要求。近年来，金属切削刀具的表面强化处理开始走向复合，且复合表面处理刀具已开始由实验室研究阶段进入工业应用，可以预期，进一步研究表面强化工艺技术，优化表面强化工艺参数，扩大多种复合强化技术在不同刀具上的应用，必将取得更大的技术进步和经济效益。
参考文献：
[1]刘成.金属材料超声表面强化技术的研究与应用进展[J].现代制造技术与装备,2016(07):24+26.
[2]周航,周旭东,周宛.金属零件表面滚压强化技术的现状与展望[J].工具技术,2009,43(12):18-22.
[3]陈飞,陈家庆,杨英歌.牙轮钻头金属端面密封表面强化技术研究进展[J].新技术新工艺,2009(09):98-102.
中医可以哪些男科疾病 [4]张兴权,戴亚春,杜为民,王广龙,汪邦富.金属零件表面改性的喷丸强化技术[J].电加工与模
具,2005(02):30-32.
[5]张罡,毕鉴智,李玉海,姚俊.强流脉冲离子束金属材料表面强化技术在中国的研究进展[J].沈阳理工大学学报,2005(01):1-5.
[6]朱荆璞.金属表面强化技术的发展趋势[J].机械工程,1987(03):38-41.
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