梯度细晶铝合金

表面粗糙度降44%

经高能喷丸处理的铝镁硅合金在超精密加工中呈现均匀变形与更小晶粒转动，显著改善光学反射表面质量。

Fei, Dong · 彭小强 · Lai, Tao · Guan, Chaoliang · Guohui, Li · Liu, Junfeng · Dai, Yifan

Journal of Materials Research and Technology 2024

参数信息

表面粗糙度

1.4 nm

硬度提升幅度

30 %

梯度晶粒结构深度

150 μm

技术优势

表面粗糙度显著降低

喷丸预处理将超精密加工后的表面粗糙度从2.5 nm降至1.4 nm，降幅达44%，归因于变形均匀性提高和晶粒转动减小。

硬度提升30%

严重变形层中位错、层错和小角度晶界等亚结构使硬度提高了30%，增强了加工稳定性。

制备梯度细晶层

在0~150 μm深度范围内形成梯度晶粒结构，无需整体改变合金成分或复杂热处理。

成本效益高

高能喷丸是一种经济易行的表面工艺，可替代昂贵的大尺寸金属光学元件制造路线。

应用场景

• 超精密加工：喷丸预处理可直接适配超精密加工，减少晶粒转动获得纳米级表面。
• 航天光学反射镜：高反射率轻质铝合金反射镜无需复杂后处理即可获得低粗糙度表面。
• 光学元件制造：以低成本喷丸代替昂贵热处理或镀膜工艺，制造金属光学元件。
• 金属反射镜：细晶结构抑制晶界凸起，金属反射镜加工后表面质量稳定。