增材制造(3D 打印)的钛合金零件存在表面粗糙度高与残余应力集中问题,表面抛丸热处理成为后处理的关键工序。对 SLM 成型的 Ti - 6Al - 4V 零件,采用 0.3mm 陶瓷丸进行低温抛丸(工件温度≤30℃),可使表面粗糙度从 Ra12.5μm 降至 Ra3.2μm,同时消除 80% 以上的成型残余拉应力。疲劳测试表明,该工艺使零件的高周疲劳强度提升至 650MPa,接近锻件水平。抛丸过程中,弹丸对打印层间界面的冲击能细化柱状晶组织,形成等轴晶结构,这种微观组织改善使材料延伸率提高 10%。针对复杂拓扑结构零件,需采用多工位旋转抛丸方式,确保各向强化均匀性。热处理加工能优化金属性能,淬火增硬、回火韧化,是提升产品质量的关键环节。安徽热处理加工厂
刀具在切削加工中承受强烈的摩擦和冲击,因此对硬度和耐磨性要求极高。高速钢刀具常采用淬火和多次回火处理。把刀具加热到 1200℃以上,使合金元素充分溶解到奥氏体中,随后油冷淬火。由于高速钢淬透性好,油冷可获得马氏体组织。为消除淬火应力,稳定组织,需进行三次回火,回火温度一般在 550℃ - 570℃。每次回火后,残余奥氏体转变为马氏体,提高刀具硬度和耐磨性。经过这样的热处理,高速钢刀具切削刃锋利,耐用度大幅提升,满足各种金属切削加工的需求。安徽热处理加工厂热处理加工的回火工艺,能消除淬火应力,调整金属韧性,保障使用性能。
石油管道的法兰连接部位长期处于腐蚀介质与机械振动的双重作用下,表面抛丸热处理为其提供了抗疲劳腐蚀的综合解决方案。对经渗铝处理的 20# 钢法兰,采用 1.0mm 钢丸以 70m/s 速度抛丸,可在渗铝层表面进一步形成压应力叠加效应,使复合层的抗疲劳强度提升至 380MPa。现场应用数据显示,抛丸处理的法兰在含 H₂S 油气田服役时,应力腐蚀开裂时间延迟至 8 年以上,较未处理件延长 5 年。工艺控制中需特别注意抛丸强度与渗铝层厚度的匹配,当弹丸动能过大时可能导致渗铝层剥落,因此通常采用多次低强度抛丸替代单次强度高处理。
风电设备中的齿轮箱主轴承受着交变弯曲载荷与扭矩的复合作用,表面抛丸热处理是保障其长周期可靠运行的重要工艺。对调质处理后的 42CrMo 主轴,采用 0.6mm 铸钢丸以 55m/s 速度抛丸,表面会形成 0.3 - 0.4mm 的压应力层,残余压应力值达 - 650MPa 以上。疲劳试验显示,该工艺使主轴在 10^8 次循环载荷下的疲劳强度提升 25%,有效规避了风电设备高空运维的更换难题。抛丸过程中,弹丸对表面微裂纹的 “墩压” 效应能抑制裂纹萌生,同时表层晶粒沿冲击方向产生纤维化重组,这种微观结构优化使材料抗断裂韧性提高 15% - 20%。热处理加工的科学性在于依据材料特性,选择合适工艺,实现性能优化和质量提升。
刀具涂层能明显提高刀具的切削性能和使用寿命。在刀具基体经过淬火和回火处理后,进行涂层处理。常用的涂层方法有化学气相沉积(CVD)和物理的气相沉积(PVD)。以 TiN 涂层为例,采用 PVD 方法,在真空环境下,通过离子轰击将钛靶材蒸发,与氮气反应在刀具表面形成 TiN 涂层。TiN 涂层硬度高、摩擦系数低,能有效降低切削力,提高刀具的耐磨性和抗粘结性。涂层后的刀具切削刃锋利,切削温度降低,可大幅提高切削速度和加工精度,普遍应用于各种金属切削加工领域。热处理加工能改善金属的焊接性能,促进焊接质量的提高。安徽热处理加工厂
热处理加工需严格遵循工艺规范,确保加工质量,避免出现缺陷和变形。安徽热处理加工厂
抛丸与热处理的协同工艺在航空航天领域应用普遍。钛合金叶片经固溶时效处理后,再进行抛丸强化,其表面会形成约 0.2 - 0.5mm 厚的压应力层,应力值可达 - 800MPa 以下,这对抵抗高速气流冲刷造成的疲劳裂纹至关重要。某型航空发动机涡轮叶片采用该工艺后,在模拟 3000 小时交变载荷测试中,未出现任何裂纹扩展迹象,而未抛丸处理的叶片在 1500 小时时即发生失效。抛丸过程中,弹丸的动能转化为工件表面的塑性变形能,这种能量积累促使表层位错密度增加,形成高密度位错缠结,从而构建起更稳定的微观组织结构,为材料性能提升奠定基础。安徽热处理加工厂