Page 85 - 《应用声学》2022年第4期

第 41 卷 第 4 期 李朝阳等： 压电振子阵列型超声喷丸强化 583

ళܫေ 30 W 5 mm 8 mm

III
II
I
11 mm
50 W 40 W

(a) ˀՏҪဋ (b) ˀՏإ˜ᡰሏ
图 11 USP 强化加工前后样件形貌
Fig. 11 Morphology of samples before and after shot peening

0.05 mm 0.05 mm
(a) إ˜Ғ (b) إ˜Ց
图 12 USP 强化加工前后位置 I 的显微测量图像
Fig. 12 Micromeasurement images of position I before and after shot peening

表 2 USP 强化实验工艺参数表 ∆HV = HV b − HV f , (4)
Table 2 Experimental parameters of ul- HV b − HV f
K = × 100%. (5)
trasonic shot peening HV f
显微硬度变化量 ∆HV和变化率 K 随超声电源
样件 电源功率 喷丸时间 喷丸距离 弹丸直径
编号 P/W T/min L/mm D/mm 功率 P、喷丸时间 T、喷丸距离 L、弹丸直径 D 变化
A1 30 20 5 1.5 的折线图，如图13所示。
A2 40 20 5 1.5 通过分析表3、表4和图13，可以得出如下结论：
A3 50 20 5 1.5 (1) 随着超声电源功率的增大，USP 处理后的
B1 50 5 5 1.5 工件表面显微硬度变化量 ∆HV和变化率K 均逐渐
B2 50 10 5 1.5 增大，但随后∆HV和K 的增大速率有所减小，表明
C1 50 20 8 1.5 而随着电源功率的增大，弹丸对工件表面的冲击作
C2 50 20 11 1.5
用增强，工件表面材料的晶粒细化层逐渐加深并趋
D1 50 20 5 1.0
于稳定。因此∆HV和K 的增大速率有所减小。
D2 50 20 5 1.2
(2) 随着喷丸时间的增大，工件表面显微硬度
E0(未喷丸)
变化量 ∆HV和变化率K 均逐渐增大，但随后 ∆HV
USP 处理的 7075 铝合金样件表面的显微硬度 和K 的增大速率明显减小，表明在喷丸时间较短时，
测量结果如表 3 和表 4 所示，USP 处理前后样件的 7075 铝合金表面原始硬度较小，弹丸的反复冲击使
显微硬度值分别用 HV f 、HV b 表示，显微硬度变化 工件表面发生剧烈塑性变形，显微硬度值增大。当
量用 ∆HV 表示，显微硬度变化率用 K 表示，∆HV 喷丸时间增大到一定程度后，工件表面由于硬度提
和K 的计算公式分别表示如下： 高，发生塑性变形的难度加大，表面显微硬度的增长