[发明专利]一种提高难变形金属材料表面纳米化效率的方法

权利要求书

1.一种提高难变形金属材料表面纳米化效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过超声喷丸设备对待加工金属工件表面进行超声喷丸t₁时间；超声波处理的频率：20KHz～10000KHz；超声波振幅：1um～1000um；超声喷头与待加工金属工件的距离：1mm～100mm；超声喷丸时间t₁的范围：0.1s～10⁵s；

S2、在超声喷丸t₁时间后，通过脉冲电流发生器对待加工金属工件表面的加工区施加脉冲电流，施加的时间为t₂；电脉冲的强度范围：0.06A/cm²～2.14×10⁴A/cm²，电脉冲的施加时间t₂为1s～10⁵s，电脉冲施加次数：1次～50次；

S3、在喷丸结束后，对待加工金属工件表面的加工区再次进行电脉冲处理，消除喷丸后产生的缺陷；

针对不同的材料，在加工前按照步骤S1-S3所述方法进行实验，通过调控t₁和t₂两个参数，找到使得喷丸效率较高的时间点；在对待加工金属工件表面进行加工时，将加工参数t₁和t₂调整为喷丸效率较高的时间点；所述步骤S1与S2反复循环n次；针对不同的材料，在加工前进行实验，通过调控参数n，找到使得喷丸效率较高的循环次数；在对待加工金属工件表面进行加工时，将加工参数n调整为喷丸效率较高的循环次数。

2.根据权利要求1所述的提高难变形金属材料表面纳米化效率的方法，其特征在于，该方法采用的加工设备包括所述超声喷丸设备和脉冲电流发生器，还包括固定装置、刚性弹丸和支架；所述超声喷丸设备包括超声波发生器、超声换能器、变幅杆和超声喷头；所述固定装置为上下两端开口的环状结构，固定安装于所述支架上；待加工金属工件固定安装于所述固定装置上端，所述超声喷头固定安装于所述固定装置下端，超声喷头上半部分、固定装置和工件构成喷丸室；所述刚性弹丸置于所述超声喷头上，覆盖超声喷头表面；所述超声换能器位于超声喷头下方，通过所述变幅杆与超声喷头相连，所述超声波发生器通过线缆与超声换能器连接；所述脉冲电流发生器的正负极连在待加工金属工件的两端。

3.根据权利要求2所述的提高难变形金属材料表面纳米化效率的方法，其特征在于，该方法采用的加工设备还包括空气压缩机，所述空气压缩机通过管道与所述超声换能器连接，用于冷却所述超声换能器。

4.根据权利要求1所述的提高难变形金属材料表面纳米化效率的方法，其特征在于，超声喷丸采用碳化钨弹丸，碳化钨弹丸的直径为0.1mm～10mm。