豪克能技术的滚压强化机理

 金属表面加工     |      2020-02-26 11:53
一、问题来源
疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一,在机械零件失效中, 约有80 %以上属于疲劳破坏,内燃机的曲轴、列车的车轴、汽车的板簧等零件在工作中持续承受循环载荷, 时间一长, 零件的工作表面常常会产生疲劳裂纹, 裂纹逐渐扩展。最终导致零件的疲劳失效,且破坏前没有明显变形,疲劳破坏常常会造成重大事故。
疲劳破坏指材料在远低于材料强度极限的交变应力作用下,材料发生破坏的现象。任何材料都会发生疲劳破坏,因此在设计零部件及工程结构等时必须考虑到材料遭受疲劳破坏的时限,以免造成不必要的财产损失和人身伤亡事故。对于钢材,在疲劳破坏之前并没有明显的变形,是一种突然发生的断裂,断口平直,属于反复荷载作用下的脆性破坏。


二、豪克能技术的滚压强化效果
豪克能技术是用硬质、光滑的滚轮、滚柱或滚珠在零件表面滚动的同时向表面施加高频振动的过程。经过豪克能加工后,材料弹性恢复并留下塑性变形部分,零件表面变得光滑而坚硬, 同时表层产生残留压缩应力。豪克能技术对金属零件的强化作用主要体现在降低表面粗糙度、提高表面硬度、在表层产生残留压应力;此外, 还能提高零件的耐应力腐蚀性。

 
三、豪克能技术进行滚压强化机理
豪克能是利用激活能和冲击能的复合能量对金属零件进行加工,一次加工即可使零件表面达到镜面并实现改性的创新性能量加工技术。金属材料的表层及亚表层发生微观的塑性形变,具有细化晶粒的作用。通过不断输入稳定的高频振动30khz结合光滑滚轮进行滚压,实现能量稳定输入,达到材料的屈服极限,发生微观的塑形变形,可以减小零件表面粗糙度。滚压可以使材料表面裂纹愈合,同时可以引入残余压应力。

 
四、豪克能技术滚压强化的技术优势
豪克能技术是一种表面形变强化工艺, 它只改变材料的物理状态,并不改变材料的化学成分;豪克能技术实现起来比较简单,具有效率高、强化效果显著的特点;豪克能技术作为一种塑性精加工工艺,可替代传统的磨削、研磨、抛光等工序, 作为工件的最终加工工艺;豪克能加工不产生废屑、废液,有利于节能环保,符合“绿色制造”的新理念。
 
五、豪克能技术滚压强化效果
经过豪克能加工后,可消除零件表面在车削、磨削等工序中产生的有害拉应力,并产生对表面性能有利的压应力。球铁曲轴经过圆角滚压后,寿命可提高120 %-300 %;锻钢曲轴经过圆角滚压后,寿命可提高70 %-150 %。