Ti6Al4V激光辅助加工的表面完整性调控

表面硬化层可预测

通过耦合相变机制的有限元与解析模型精确预测激光辅助车削Ti6Al4V的切屑形态与亚表层硬度，为复杂构件高效加工提供动态参数调控依据。

Xu, Binbin · Liu, Xin · Liu, Hongguang · Tang, Yuyang · 张俊

International Journal of Mechanical Sciences 2026

技术优势

预测切屑形态

基于连续介质力学的解析模型和有限元仿真，能够预测不同工艺参数下的锯齿状切屑形成和临界切削速度。

预测硬化层厚度

引入激光预热效应因子，可定量预测亚表层硬化层厚度，无需依赖大量实验试错。

考虑相变效应

所建立的本构模型明确捕捉动态相变机制，使仿真能准确反映激光加热引起的α→β转变对材料流动性和表面硬化的影响。

应用场景

• 钛合金复杂构件加工：用模型预测切屑形态和硬化层，优化工艺参数。
• 航空钛合金零件制造：为复杂几何钛合金件提供参数调控依据，减少试切。
• 植入体表面完整性控制：控制亚表层硬化，改善植入体表面完整性。