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超声波光整强化刀具 
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高束能「∞」EPU30系列超声波强化设备

 公司以“高束能”品牌系列产品为主,随着国家的发展,超声波强化设备成为了抗疲劳制造核心技术,高束能「∞」EPU30系列超声波强化设备,即Energy Processing Unit一种以压电为核心的能量发生单元,具有高频率、大能量、聚焦强的特性,适合于各类机械纳米加工及其他领域「∞」的应用,利用每秒几万次的频率将能量打入工件内部, 实现梯度纳米细化、表层镜面加工、应力转化、疲劳性能提升等。应用到机械加工行业中可带来巨大革新,开辟了崭新的金属加工新时代;

超声波强化设备

图1 超声波强化设备电器控制系统和强化头

一、特点:

强化能量大:工作头输出冲击力最大可达2500N 以上;

振幅行程可调:可根据电源电压直接控制振幅的范围,最大可达到2mm。

金属强化明显:处理后金属纳米晶层厚度可达 100μm,影响层厚度可达 20mm;

组建匹配简单:电源和能量块之间可自由互换,即电源与能量块之间不是一对一而是多对多的关系;

外形小巧,处理范围广。设备可既可处理外圆表面、内孔表面及各种型面,可处理特定的型面。

二、技术:

利用GSN能量强化设备对待加工工件表面进行能量冲击,使金属晶格融化并纳米级排列,加工工件形成纳米晶→超细晶→粗晶变形层→粗晶基体变化的梯度纳米结构称之高束能技术。

抗疲劳梯度纳米镜面加工

图2 超生强化后组织梯度纳米化状体   

三、性能:

1、疲劳强度提高 100 倍以上

超声疲劳强度提高 100 倍以上.png

       图3 SN400 钢焊缝在 GSN前后的疲劳试验     图4 低碳钢屈服强度和延伸率随GSN处理时间的变化

2、表面硬度提高 40%以上

表面硬度提高 40%以上.png

                  图5 几种典型材料经GSN处理后硬度沿深度的变化

3、耐磨性提高 100% 以上

超声波强化设备耐磨性提高 100% 以上.png

图6 低碳钢在GSN前后磨损量(a)及摩擦系数(b)随载荷的变化

4、降低表面化学热处理的条件(降低温度、缩短时间),提高处理效果

图片112.png

图7 38CrMoAl 原始样品和GSN样品渗氮后氮浓度(a)和硬度(b)随深度的变化

5、增加表面处理(如喷涂、电镀、沉积等)与基体的结合力

超声波强化设备增加表面处理.png

图8 38CrMoAl 原始(a)和 GSN(b)样品经 400℃、30h 气体渗氮后的横截面组织

6、表面光洁度可达镜面效果(Ra≤0.05μm)材料表面纳米晶组织与基体之间不会发生剥层和分离,性能稳定无加工条件限制,可局部处理,也可以整体处理

镜面加工设备

四、参数

名称

技术参数



加工工件硬度范围

≤HRC55



工件预加工表面粗糙度

Ra3.2 以下



工件预加工精度

IT8 以上



走刀速度

50-150m/min



走刀量

0.05-0.2mm/r



工件余量

0.05-0.02mm



压入量

0.1-1mm



工作频率

2000-5000Hz



工作头冲击力

≥100000N



工作头冲击位移

0-2mm



冷却空气流量

10-1500pm



冷却空气压力

0-8MPa