(2) 工件表面金属硬化。工件经过挤压强化,表层金属在塑性变形过程中,随着冷作硬化,表面硬度提高。试验表明,经过振动挤压的工件表面,硬度一般要提高25%-50%,甚至更高。预压力是影响工件表面硬化程度的因素,振动挤压后的工件表面的显微硬度是随预压力p的增大而升高的[8]。
(3) 工件表面产生残余压应力。同其它冷压强化工艺方法一样,超声挤压强化的工件产生残余压应力,但因表层金属受压向四周扩张时,受到内层金属的牵制,内孔表面处理,所以,内层产生拉应力,表面产生的是压应力。随着挤压预应力的增加和挤压次数的增多,工件表面残余应力值(即压应力)加大,这是塑性变形加剧的结果。
(4) 消除表面微观缺陷,提高疲劳强度。振动挤压不但能降低工件表面粗糙度,表面处理设备,使工件表面形成硬化层,造成残余压应力,还能消除由前道加工工序所造成的微观表面缺陷,完全消除了鳞刺缺陷,使工件表面质量大幅度提高。
所谓超声,实质是一种频率在16千赫以上的机械振动。在挤压加工时,通过超声系统将超声机械振动传给变形金属或模具,使金属成形变得容易了。在挤压过程中超声的主要作用表现在以下几点:
(1) 增大塑性,不锈钢表面处理,降低变形抗力。超声应力同模具静应力叠加增大了金属变形,超声能易被晶界及位错吸收,以及超声强度和作用位置等,对增大塑性,降低抗力都有影响。
(2) 降低坯料与模具之间的接触摩擦系数。在传统的挤压生产中,40-60%的挤压力消耗在克服摩擦力上,这不仅浪费能源,还影响产品质量。当装设超声振动装置时,振动效应势必使坯料与挤压筒、模具之间产生微小的、人的肉眼不易发现的离合作用,这一作用就大大降低它们间的摩擦系数。
(3) 润滑效果增强。超声能使金属表面活化,使润滑剂易渗入到变形金属与模壁的接触处(普通挤压时,一般来说,润滑剂很难在此处立足),从而大大改善了润滑状况。
(4) 影响金属纤维微观晶粒组织。超声振动压力使金属材料的微观晶粒间发生离合作用,张家口表面处理,增强了晶间滑移,有助于金属变形,使晶粒变得更均匀。