高速超声振动切割钛合金表面强化层

耐磨性提升达25.59%

用高速超声振动切割在钛合金表面构建纳米晶梯度层,同步降低粗糙度并引入高幅残余压应力,显著抑制磨损。

Peng, Zhenlong · Zhang X. · 刘良宝 · 徐广涛 · 王刚 · 赵明皞

Journal of Materials Research and Technology 2023

参数信息

磨损体积损失降低率
20.98–25.59 %
塑性变形层厚度
46.93 μm
表面显微硬度
433 HV0.05
表面残余压应力
-840 MPa

技术优势

耐磨性提升可达 25.59%

与常规切割相比,HUVC 加工样品的磨损体积损失降低了 20.98%–25.59%,说明切割工艺本身就能大幅增强钛合金耐磨性。

表面形成纳米晶梯度层

HUVC 加工后样品表面发生纳米化,并形成梯度纳米结构层,这种结构通常能提高表面强度并抑制裂纹萌生,有利于耐磨性。

引入 −840 MPa 压应力

HUVC 加工表面获得高达 −840 MPa 的压缩残余应力,有助于闭合微裂纹、提高疲劳和磨损抗力。

表面硬度超过 433 HV

表面显微硬度高于 433 HV0.05,且硬度对耐磨性的影响大于其他表面完整性因素,因此硬度提升直接贡献于耐磨性。

应用场景