摘要:超聲表面強化技術實現超聲加工技術和傳統表面強化技術的優勢互補，達到精良的強化效果，并提高了效率。采用超聲波表面強化技術可以使零件表層產生殘余壓應力、冷作硬化并減小表面粗糙度值，進而提高零件的耐磨性、耐腐性和疲勞強度，已在航空、汽車工業和礦山機械等諸多領域得到廣泛應用。本課題采用超聲波表面納米強化技術對45號鋼表面進行強化處理，并改變超聲波強化參數，研究其對材料表面力學性能的影響規律。在實驗開始前，選取一定的主要參數如主軸轉速、進給量、輸出頻率，然后進行超聲表面強化的實驗，將實驗后的試樣用X射線衍射儀測出殘余應力，用MHV2000顯微硬度測量儀測出硬度值，改變處理次數和背吃刀量并討論其對表面硬度影響；再改變背吃刀量和深度位置討論殘余應力變化情況。得出結論：控制加工次數可以提高試件硬度，10次為最佳；增加背吃刀量可以提高試件的殘余應力和表面硬度，0.35-0.4mm的背吃刀量為最佳；殘余應力值在加工后的工具從淺入深處由大變小。

關鍵詞  超聲表面強化 ；表面硬度；殘余應力

目錄

摘要

Abstract

1 緒論-1

1.1 背景和意義-1

1.2 超聲波技術發展概況-1

1.3 超聲加工技術發展趨勢和未來展望-2

1.4 提高材料表面力學性能的方法-3

1.4.1 滾壓-3

1.4.2 激光沖擊強化-4

1.4.3 滲氮滲碳-4

1.4.4 表面淬火-5

2 超聲表面強化機床-6

2.1 超聲加工機床原理-6

2.1.1 超聲加工機床-6

2.1.2 工作原理-7

2.2 超聲電源-8

2.2.1 振蕩器-8

2.2.2 超聲波放大器-9

2.2.3 匹配器-10

2.3 換能器-10

2.4 變幅桿-11

2.5 測試儀器-12

2.5.1 X射線衍射（XRD）分析儀-12

2.5.2 MHV2000顯微硬度測量儀-12

3 超聲表面強化實驗研究-14

3.1 實驗材料-14

3.2 實驗方案-14

3.3 超聲表面加工對45號鋼表面硬度的影響-15

3.3.1 硬度-15

3.3.2 調試MHV2000顯微硬度測量儀-15

3.3.3 加工次數對表面硬度的影響-15

3.3.4 背吃刀量對表面硬度的影響-17

3.4 超聲表面加工對表面殘余應力影響-18

3.4.1 殘余應力-18

3.4.2 調試X射線衍射（XRD）分析儀-18

3.4.3 背吃刀量對表面殘余應力的影響-18

3.4.4 殘余應力沿厚度方向的變化-20

結論-22

致謝-23

參考文獻-24