[发明专利]一种高硬度材料表面处理方法及装置

权利要求书

1.一种高硬度材料表面处理方法，该方法采用感应线圈对待处理材料表面进行加热，并使加热温度保持在待处理材料的再结晶温度以下，在提高其塑性变形能力的同时，防止回复和再结晶；在感应加热的同时，采用超声冲击针同步对材料表面进行高频撞击，一方面消除材料表面残余拉应力，并预置压应力，改善其应力状态；另一方面，通过塑性变形，细化其表面组织，提高其力学性能。

2.根据权利要求1所述的高硬度材料表面处理方法，其特征在于，所述感应线圈的加热面与待处理材料表面平行，二者之间的间隙为3mm～10mm。

3.根据权利要求1或2所述的高硬度材料表面处理方法，其特征在于，感应加热温度为200℃～800℃，超声功率0.5～2.0KW，频率15～40KHz，超声波振幅20～100μm。

4.根据权利要求1或2所述的高硬度材料表面处理方法，其特征在于，所述高硬度材料为金属材料或金属复合材料。

5.一种高硬度材料表面处理方法，其特征在于，该方法采用下述步骤实现：

第1步 调整感应线圈的位置，使其加热面与待处理材料表面平行，二者之间的间隙为3mm～10mm；

第2步 超声冲击针与待处理材料表面在感应加热区域内接触；

第3步 驱动感应线圈和超声冲击针在待冲击处理材料表面同步扫描，实现其表面不同位置的处理，感应加热温度为200℃～800℃，且保持在待处理材料的再结晶温度以下，以防止回复和再结晶，超声功率0.5～2.0KW，频率15～40KHz，超声波振幅20～100μm，以消除材料表面残余拉应力，并预置压应力。

6.一种高硬度材料表面处理装置，其特征在于，该装置包括温度控制器、感应电源、超声发生器、变幅杆、超声冲击针、运动控制单元、红外测温仪和感应线圈；

感应线圈通过电缆与感应电源连接，超声冲击针通过变幅杆安装在超声发生器上，感应线圈和超声发生器均安装在运动控制单元上，由运动控制单元带动其同步移动；红外测温仪与温度控制器和感应电源连接；感应线圈和超声发生器安装在运动控制单元上；

该装置工作时，将待处理工件固定，并使感应线圈的加热面和待处理工件的加工表面平行；红外测温仪瞄准待处理工件上的感应加热区域以对其温度进行检测，红外测温仪的检测信号输入温度控制器，温度控制器输出控制信号对感应电源的输出功率进行调节，对感应加热温度进行控制，且使感应加热温度保持在待处理材料的再结晶温度以下，以防止回复和再结晶；超声冲击针与待处理工件接触，且接触点位于感应加热作用区内；同步开启感应电源和超声发生器，运动控制单元驱动感应线圈和超声冲击针对待处理工件表面进行扫描，以消除材料表面残余拉应力，并预置压应力，完成对待处理工件的处理。