SiCp/Al复合材料的超声辅助激光加工表面

次表层硬度增19%

引入超声振动重构激光加工后的次表层微观组织，消除热影响区的不利影响，提升表面力学性能。

Feijie, Cui · Hang, Zhang · Xiaoke, Qi · Che, Hou · 唐小卫 · 闫蓉 · 彭芳瑜

International Journal of Mechanical Sciences 2026

参数信息

加工表面附近平均硬度

1.96 GPa

技术优势

表面硬度恢复到1.96 GPa

超声加剧亚表层塑性变形，促进铝晶粒细化并形成大量小角度晶界，同时高密度位错与堆垛层错强化了材料，使硬度相比普通激光加工提高18.8%。

补偿了热影响区的软化

超声诱导的微观组织演化有效抑制了激光热影响区对亚表层性能的不利影响，使靠近加工表面的硬度显著提升，而非仅仅依靠降低热输入来避免损伤。

应用场景

• 难加工材料精密加工：加工SiCp/Al等难加工材料时，用超声辅助激光加工获得高硬度表面，替代磨削等后续工序。
• 金属基复合材料加工：针对SiCp/Al等金属基复合材料，解决激光加工后热影响区导致的表面软化，直接提升零件耐磨性。
• 超声辅助制造：在激光辅助加工中叠加超声振动，利用高频冲击细化晶粒并引入强化位错结构，无需额外热处理。