機(jī)械加工強(qiáng)化機(jī)理與工藝技術(shù)研究進(jìn)展分析

鄭福洪

摘要：機(jī)械加工作業(yè)中需要良好引進(jìn)先進(jìn)工藝技術(shù)，提升機(jī)械生產(chǎn)制造水平。本文主要從強(qiáng)化機(jī)理的基本情況分析入手，重點(diǎn)介紹了常見的內(nèi)在機(jī)理，包含位錯(cuò)強(qiáng)化、應(yīng)變強(qiáng)化以及境界強(qiáng)化方面，并闡明了工藝技術(shù)在機(jī)械加工中的重要性，提出了一些機(jī)械加工的強(qiáng)化工藝技術(shù)，為提升機(jī)械加工水平，增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)化應(yīng)用效果提供一定借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;強(qiáng)化機(jī)理;工藝技術(shù)

0? 引言

機(jī)械加工制造活動(dòng)進(jìn)行中，為保證和提升整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的制作質(zhì)量和水平，對于各零件提出較高要求，材料的實(shí)際使用壽命，會(huì)給機(jī)械產(chǎn)品帶來重要影響。深入研究機(jī)械加工的實(shí)施環(huán)節(jié)，有效提升材料使用價(jià)值，引進(jìn)先進(jìn)工藝技術(shù)，是保證機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的重要前提。

1? 強(qiáng)化機(jī)理

原子內(nèi)部之間的作用力，會(huì)決定材料實(shí)際強(qiáng)度，當(dāng)原子擁有較小結(jié)合力，產(chǎn)生滑移情況可能性較大，從而引起塑性變形情況，破壞材料質(zhì)量。在研究金屬強(qiáng)度的過程中，晶體位錯(cuò)理論的出現(xiàn)，指導(dǎo)強(qiáng)化機(jī)理良好方向。

1.1 位錯(cuò)方面

在位錯(cuò)理論中，認(rèn)為金屬內(nèi)部晶體存在著位錯(cuò)情況，塑性變形情況發(fā)生幾率較大，變形臨界應(yīng)力會(huì)有所降低。針對這種情況，積極采用強(qiáng)化機(jī)理手段，增加晶體位錯(cuò)的發(fā)生難度，這樣可以使得金屬本身強(qiáng)度有所增強(qiáng)。位錯(cuò)強(qiáng)化手段應(yīng)用中，借助于位錯(cuò)現(xiàn)象發(fā)生時(shí)的增殖機(jī)制和障礙機(jī)制，從而增加金屬流變應(yīng)力，阻礙位錯(cuò)現(xiàn)象。使用位錯(cuò)強(qiáng)化手段的過程中，溫度會(huì)給金屬造成極大影響，如果金屬環(huán)境溫度低于臨界點(diǎn)，溫度帶來的影響也較小。

1.2 應(yīng)變方面

這一強(qiáng)化手段目的在于增強(qiáng)金屬的強(qiáng)度，其中通過提高金屬變形附加值進(jìn)行，從而減少位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致位錯(cuò)有相互作用和纏繞的情況。采用應(yīng)變手段時(shí)，需要注意到金屬的易滑移、線性硬化以及動(dòng)態(tài)恢復(fù)方面等多個(gè)硬化環(huán)節(jié)。因?yàn)榫w中與雜質(zhì)存在，第一個(gè)易滑移環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的應(yīng)變強(qiáng)化作用是最低的;由于金屬大幅度提升自身流動(dòng)應(yīng)力，線性硬化環(huán)節(jié)產(chǎn)生較強(qiáng)的應(yīng)變強(qiáng)化作用;隨著動(dòng)態(tài)恢復(fù)環(huán)節(jié)中的應(yīng)力降低到消失狀態(tài)，應(yīng)變強(qiáng)化效果降低。

1.3 晶界方面

根據(jù)位錯(cuò)理論，晶體之間界限會(huì)給晶體位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)帶來影響，這是因?yàn)榫w的取向有所不同，從某種層面來看，這類界限是位錯(cuò)的原因，會(huì)在一定程度上限制位錯(cuò)現(xiàn)象，增強(qiáng)位錯(cuò)密度，從而有效減少金屬變形。晶體強(qiáng)化進(jìn)行中涉及到直接強(qiáng)化、間接強(qiáng)化，流變應(yīng)力會(huì)直接影響到強(qiáng)化效果，即細(xì)粒強(qiáng)化效果。晶界、晶體直徑大小以及彈性模量，都會(huì)給晶體強(qiáng)化產(chǎn)生影響，想要達(dá)到良好的強(qiáng)化效果，需要考量到金屬應(yīng)力疲勞產(chǎn)生的利弊。

2? 工藝技術(shù)的重要性

機(jī)械加工活動(dòng)進(jìn)行中，工藝技術(shù)就是其中采用的方式和手段。機(jī)械加工環(huán)節(jié)，相關(guān)操作人員需要經(jīng)歷過全面有效培訓(xùn)，掌握較高的操作技能，良好積累相應(yīng)工藝技術(shù)能力和經(jīng)驗(yàn)，從而按照客戶要求生產(chǎn)出高質(zhì)量的零件產(chǎn)品。機(jī)械加工企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中，需要結(jié)合相關(guān)生產(chǎn)規(guī)范和制度，分別管理技術(shù)部分和工藝部分。為提升機(jī)械零件產(chǎn)品的加工質(zhì)量，保障其機(jī)械性能，需要全面結(jié)合技術(shù)和人力資源，嚴(yán)格按照生產(chǎn)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)操作人員的具體行為，并給質(zhì)檢工作提供可靠參照。

從機(jī)械加工技術(shù)方案、加工計(jì)劃以及加工設(shè)備等方面出發(fā)，深入考量機(jī)械產(chǎn)品制造要求，適當(dāng)性調(diào)整工藝技術(shù)，促進(jìn)其更好滿足施工需求。工藝技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)中，表現(xiàn)出較高的實(shí)用性和協(xié)調(diào)性，可以順應(yīng)產(chǎn)品需求的各項(xiàng)特征，合理調(diào)整加工形狀、大小和尺寸，適應(yīng)產(chǎn)品的性能需求。只有引進(jìn)高水平的工藝技術(shù)，才可以有效掌控各項(xiàng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，全面控制操作效果，推進(jìn)生產(chǎn)活動(dòng)順利開展，提升機(jī)械加工水平。機(jī)械化生產(chǎn)是現(xiàn)代生產(chǎn)活動(dòng)的發(fā)展趨勢，機(jī)械生產(chǎn)種類越來越多樣化，需要不斷提升工藝技術(shù)，適應(yīng)機(jī)械加工需求，只有高質(zhì)量的工藝技術(shù)，才可以保障加工效率和質(zhì)量，持續(xù)改善工藝技術(shù)，融合生產(chǎn)工藝，提升工藝技術(shù)的科學(xué)性，可以提升機(jī)械加工效率。同時(shí)還需要注意到，各個(gè)零件共同組成機(jī)械設(shè)備，采用機(jī)械手段加工產(chǎn)品，需要全面控制好整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，保證生產(chǎn)質(zhì)量，減少機(jī)械設(shè)備故障發(fā)生率[1]。機(jī)械工藝技術(shù)手段應(yīng)用中，良好應(yīng)用智能處理技術(shù)、傳感技術(shù)等，在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)其中的故障，由管理人員接收相關(guān)信息，并加以有效處理和保養(yǎng)，這樣能夠有效增強(qiáng)整個(gè)設(shè)備生產(chǎn)的可靠性，提升機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3? 機(jī)械強(qiáng)化工藝

強(qiáng)化工藝手段在機(jī)械加工生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，能夠推進(jìn)生產(chǎn)活動(dòng)順利開展，有效增強(qiáng)生產(chǎn)效果，提升產(chǎn)品質(zhì)量和水平，不斷引進(jìn)先進(jìn)科學(xué)的工藝技術(shù)，可以起到良好效果。

3.1 噴丸

這一強(qiáng)化手段占據(jù)著機(jī)械加工中的重要地位，可以延長機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命，減少零件的疲勞感。噴丸強(qiáng)化手段，是在零件表面上噴射高速彈丸流，這樣零件表面層上會(huì)出現(xiàn)塑性變形，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)化層，在這個(gè)有一定厚度的強(qiáng)化層中，殘余應(yīng)力較高，而零件表面存在著壓應(yīng)力，當(dāng)其中附加到載荷時(shí)，一部分應(yīng)力會(huì)得到抵消，零件的總體疲勞強(qiáng)度會(huì)增加。機(jī)械加工領(lǐng)域中越來越重視噴丸強(qiáng)化手段，并在不斷的應(yīng)用過程中得以改善和優(yōu)化，也取得良好應(yīng)用成效。機(jī)械加工作業(yè)中，如果零件需要長期處在高腐蝕環(huán)境狀態(tài)下，通過噴丸技術(shù)處理，可以大幅度提高材料的耐用性。機(jī)械強(qiáng)化中常用的高壓水噴丸工藝和超聲噴丸工藝，都是噴丸技術(shù)長期應(yīng)用中的不斷延伸和拓展，進(jìn)一步支持機(jī)械加工活動(dòng)的開展。超聲噴丸工藝應(yīng)用過程中，在真空中放置需要加工的零件，積極借助于超聲波，促進(jìn)彈瓦產(chǎn)生較強(qiáng)的機(jī)械振動(dòng)，從而強(qiáng)化材料，這一方式便捷度更高，效率也更快，為保證應(yīng)用效果，其中需要注重保證噴丸具有較高的均勻性，這樣才能夠保證零件強(qiáng)度的均勻性，避免損壞零件，減少零件損失。

3.2 滾壓

這一工藝同樣能夠支持機(jī)械強(qiáng)化作業(yè)，采用滾壓手段施加一定壓力給材料，促進(jìn)材料產(chǎn)生形變，使得材料的各項(xiàng)性質(zhì)發(fā)生一定轉(zhuǎn)變。滾壓強(qiáng)化作業(yè)方式應(yīng)用中，在強(qiáng)化材料的同時(shí)還做好了平整工作[2]。在滾壓強(qiáng)化手段的作用下，可以處理材料表面，內(nèi)在原理是強(qiáng)化晶界和應(yīng)力，在滾壓模具有所差異的影響下，材料所受到的強(qiáng)化效果也是不同的。滾壓作業(yè)中，針對滾壓模具的直徑和力量加以適當(dāng)增加，可以促進(jìn)零件強(qiáng)度得到增加，但是需要注意到合理掌控好滾壓力量，如果力量超過可接受范圍，將會(huì)容易產(chǎn)生反面效果，降低整個(gè)零件的強(qiáng)度。

3.3 激光沖擊

這是噴丸強(qiáng)化作業(yè)中的一種新型形式，其中所使用到的機(jī)械設(shè)備和工藝手段與噴丸有所差別，從而表現(xiàn)出較大的不同。激光沖擊強(qiáng)化手段應(yīng)用中，內(nèi)在原理是約束層穿過激光，使得金屬表面能量吸收層受到激光的作用，能量吸收之后會(huì)產(chǎn)生汽化現(xiàn)象，這其中會(huì)蒸汽爆炸，從而約束層、金屬表面之間存在的壓力會(huì)產(chǎn)生驟增，這樣零件內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力波，進(jìn)而產(chǎn)生塑性形變，增加表面位錯(cuò)的密度。激光沖擊強(qiáng)化手段應(yīng)用過程中，可以強(qiáng)化整個(gè)零件的各類性質(zhì)。這一方式強(qiáng)化零件擁有較高的效率，作用也十分良好，但是實(shí)際應(yīng)用的成本也較高[3]。

4? 結(jié)束語

機(jī)械加工作業(yè)進(jìn)行中，要注重強(qiáng)化零件設(shè)備，遵循強(qiáng)化原理，通過噴丸強(qiáng)化工藝、滾壓強(qiáng)化工藝以及激光沖擊強(qiáng)化工藝手段，將能夠取得良好應(yīng)用效果，提升機(jī)械產(chǎn)品的加工作業(yè)水平。

參考文獻(xiàn)：

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