一種適用於非開敞區域零件孔的強化方法
2023-06-03 08:09:16 1
專利名稱：一種適用於非開敞區域零件孔的強化方法
技術領域：
本發明涉及表面強化領域，涉及一種對非開敞區域上零件孔的強化的方法。
背景技術：
在某些金屬零件上由於功能需要，需開制一些孔，如整體油箱壁板上過油孔、通氣孔等，這些孔的存在是產品的功能需求，原來一般不做特別處理。但這些孔的開制對結構件本身的強度會產生不利影響，形成應力集中源，降低了構件的強度和抗疲勞性能。為了提高構件疲勞強度，需要對這些孔進行強化處理。對孔的強化方法一般有冷擠壓強化、噴丸強化等，但對一些較封閉的非開敞部位不適用；還有一種壓印強化方法，對於封閉的非開敞部位比較適用，但工藝參數及條件不明，需要研究確定。
發明內容
本發明的目的為解決功能性孔對結構件強度和抗疲勞性能帶來不利影響的問題，設計 一種適用於非開敞部位零件孔的強化方法。本發明的技術方案是一種適用於非開敞區域零件孔的強化方法，使用特製的壓印鉗和壓印模具，在需要強化的零件孔的周邊，壓出一定形狀和深度的印痕，其具體步驟如下1)機械加工需要強化的零件孔，使其達到規定的工藝要求，即孔壁及孔周圍半徑30mm範圍內表面粗糙度Ra不大於1. 6，孔邊倒圓為R 0. 5mm ；2)使用圓柱銷定位安裝壓印模具，持壓印鉗對正壓印模；3)安裝無誤後，對壓印鉗施加壓力並持續一定保壓時間，壓力為40 60Mpa，保壓時間為1 5min ；壓痕內邊緣與被強化的零件孔的外邊緣的徑向距離為2 5mm ；壓痕寬度為 1 2. 5mm ；4)關閉壓印設備風源，去除壓力，取下壓印模，準備下一孔的壓印。本發明的優點和有益效果本發明通過壓印加工，改善了非開敞區域零件孔及周邊的應力情況，提高孔的抗疲勞性能，可推廣應用到飛機關鍵受力結構件的螺栓孔等的強化，大大提高連接孔的抗疲勞性能，從而提升產品的疲勞壽命。
圖1為本發明方法工作示意圖；圖2為本發明具體實施例的孔壓痕示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖與實施方式對本發明作進一步詳細描述如圖1，本發明具體強化步驟如下1)機械加工工件上需強化的孔到規定的狀態，工藝要求為孔壁及孔周圍半徑30mm範圍內表面粗糙度Ra不大於1. 6，孔邊倒圓R0. 5mm ；2)使用圓柱銷定位安裝壓印模具，持壓印鉗對正壓印模；3)安裝無誤後，對壓印鉗施加50Mpa壓力並持續3min，確認模具在工件上壓出明顯的痕跡；4)關閉壓印設備風源，去除壓力，取下壓印模，準備下一孔的壓印。如圖2，在本實施例中，需要強化的零件孔為3個，分別為兩個直徑為9mm的孔和一個直徑為IOmm的孔；經過本發明的強化後，壓痕深度為0. 3mm，壓痕寬度為1. 2mm。
經壓印強化疲勞對比試驗，在σ max = 200Mpa應力水平下，壓深0. 3士0. 05mm時， 比不壓印時的中值壽命N5tl (次)增加達3. 3倍多。其基本原理是利用金屬的彈塑性變形的能力，通過壓印使孔周圍的材料產生軸向和徑向彈塑性變形區域，在這個區域內具有兩個強化機制a)造成很高的宏觀殘餘應力，在疲勞過程中降低外加交變載荷中瞬間拉應力水平，使平均應力水平下降；b)在強化層內組織結構改變，位錯密度增加，微觀內應力升高，在疲勞過程中，阻礙金屬晶體滑移，阻礙位錯往復運動；以上兩個強化機制綜合作用的結果，能大幅度提高帶孔金屬零件的孔邊疲勞強度和抗應力腐蝕的能力，從而延長裂紋萌生壽命和裂紋擴展速率，達到延長零件的使用壽命的目的。
權利要求
1.一種適用於非開敞區域零件孔的強化方法，其特徵是，使用特製的壓印鉗和壓印模具，在需要強化的零件孔的周邊，壓出一定形狀和深度的印痕。
2.如權利要求1所述的適用於非開敞區域零件孔的強化方法，其特徵是，具體步驟如下1)機械加工需要強化的零件孔，使其達到規定的工藝要求，即孔壁及孔周圍半徑 30mm範圍內表面粗糙度Ra不大於1. 6，孔邊倒圓為R0. 5mm ；2)使用圓柱銷定位安裝壓印模具，持壓印鉗對正壓印模；3)安裝無誤後，對壓印鉗施加壓力並持續一定保壓時間，壓力為40 60Mpa，保壓時間為1 5min ；壓痕內邊緣與被強化的零件孔的外邊緣的徑向距離為2 5mm ；壓痕寬度為 1 2. 5mm ；4)關閉壓印設備風源，去除壓力，取下壓印模，準備下一孔的壓印。
全文摘要
本發明公開了一種適用於非開敞區域零件孔的強化方法，其特徵是，使用特製的壓印鉗和壓印模具，在需要強化的零件孔的周邊，壓出一定形狀和深度的印痕。本發明通過壓印加工，改善了非開敞區域零件孔及周邊的應力情況，提高孔的抗疲勞性能，可推廣應用到飛機關鍵受力結構件的螺栓孔等的強化，大大提高連接孔的抗疲勞性能，從而提升產品的疲勞壽命。
文檔編號C21D7/04GK102433420SQ20111042700
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者劉慶華, 夏斌, 林震宇, 牛潤軍, 王勁松, 王梅, 羅喜東, 黃如剛 申請人:陝西飛機工業(集團)有限公司