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喷砂处理对铝合金薄壁框架件形变的影响

【摘要】:铝合金薄壁框架件铣削加工后会有不同程度的变形,通过喷砂/喷丸表面强化既可以提高薄壁件的机械性能,也可以改变铣削加工后构件表面应力分布,这对构件的变形控制和形状稳定性都有积极作用。论文通过对铝合金薄壁框架件进行喷砂处理,并通过变形测试、X-ray表面应力测试、金相实验、表面粗糙度测试、显微硬度测试及SEM表面形貌测试实验,对喷砂构件的变形状况进行分析,主要研究工作如下:1.分析了主要喷砂工艺参数对材料表面特性的影响,以及这些参数的作用机理和评价方法,包括喷砂粒度、空气压力和表面覆盖率等,对材料表面应力、粗造度、硬度的影响。分析认为对薄壁件材料表面应力的改变,能够有助于对薄壁件的加工形变产生积极的影响。2.喷砂表面强化改变了内应力分布状况,使构件发生变形,但这种变形在自然时效后出现了回弹。实验发现在确保喷砂件预期变形的前提下,喷砂件尺寸稳定性与表层材料的塑性变形程度及其应力分布均匀性有着直接关联。研究结果表明:提高喷砂强度和表面覆盖率,可以提高材料表面冷作硬化效果,提升材料的抗变形能力,有利于构件尺寸稳定。3.在喷砂表面强化过程下,随着覆盖率的提高,表面粗糙度趋于稳定,表面强化层内显微硬度增加,压应力强度较喷砂前明显提高,表层变形均匀性得到改善。实验数据表明:喷砂表面覆盖率300%~400%后材料表面完整性性能基本达到饱和状态。

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