高束能超声强化镜面加工设备

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；

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。

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

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

3、耐磨性提高 100% 以上

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

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

四、参数