[发明专利]一种低熔点金属电致塑性环向辗摩超细化方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于金属塑性加工领域，具体涉及一种低熔点金属电致塑性环向辗摩超细化方法及其装置。

背景技术

铝镁等低熔点金属在服役环境下，材料的失稳(如疲劳、磨损和腐蚀等)多始于表面，因此只有在材料表面制备出一定程度的细化晶粒，即表面超细化技术，就可以通过组织优化提高低熔点材料的整体性能和服役行为。目前广泛应用于制备金属材料表面细晶材料的方法有表面机械研磨处理法、凸轮辊压法、气动喷丸法和超音速颗粒轰击法等方法。

虽然上述几种方法都能达到金属表面晶粒细化的目的，但这些方法或由于制备技术复杂、成本高或由于对所制备的材料要求较为严格而受到限制，并且上述制备细晶材料的方法多数通过在材料表面进行反复的施加载荷，积累足够大的累积塑性变形量，通过位错使得粗晶逐步演化为细晶，由于加工过程过于繁琐，使得工业实际应用受到了限制。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种低熔点金属电致塑性环向辗摩超细化方法及其装置，该方法不仅能快速的实现低熔点金属的表面细化，通过金属的动态再结晶原理使本发明的方法和装置进行低熔点金属的表面细化时工序更加简单经济，同时采用电塑性原理，提高的碾压时金属的成型性，使得非基面滑移系启动，使得金属塑性提高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低熔点金属电致塑性环向辗摩超细化方法，将低熔点金属待处理试件加工成圆柱体状，使圆柱体状的低熔点金属待处理试件沿旋转面进行自转，沿自转的圆柱体状的低熔点金属待处理试件的母线方向对低熔点金属待处理试件进行行进式表面辗摩；还对低熔点金属待处理试件提供脉冲电流。

具体的，所述的圆柱体状的低熔点金属待处理试件的自转角速度与行进式表面辗摩的行进速度比为2～10；自转角速度的单位为r/min，行进式表面辗摩的行进速度单位为mm/min；所述的脉冲电流为30πb²～120πb²A，b表示圆柱体状的低熔点金属待处理试件的底面半径，脉冲电流的周期为50HZ～100HZ。

更具体的，对低熔点金属待处理试件进行行进式表面辗摩时的压下量为0.2～1.2mm。

还有，所述的低熔点金属为AZ31镁合金，对AZ31镁合金待处理试件进行行进式表面辗摩时的压下量为0.2～0.8mm。

另外，进行行进式表面辗摩的单位辗摩面积与圆柱体状的低熔点金属待处理试件的侧面积的面积比为1:4～24。

实现所述的低熔点金属电致塑性环向辗摩超细化方法的装置，包括试件夹紧自转构件、控压辗摩构件、冷却构件、竖向进给构件和脉冲供电构件，试件夹紧自转构件用于夹紧圆柱体状的低熔点金属待处理试件并控制其沿旋转面进行自转，控压辗摩构件在竖向进给构件的带动下沿圆柱体状的低熔点金属待处理试件的母线方向进行行进式辗摩，冷却构件对加工过程中的圆柱体状的低熔点金属待处理试件进行冷却，脉冲供电构件给低熔点金属待处理试件提供脉冲电流。

具体的，所述的控压辗磨构件包括辗磨头和与辗磨头同轴连接的压力器，压力器与竖向进给构件的移动端垂直固定连接。

更具体的，所述的辗磨头的辗磨面为弧形面，弧形面的弧度为

另外，所述的试件夹紧自转构件包括三棘爪和旋转马达，三棘爪夹紧圆柱体状的低熔点金属待处理试件，旋转马达带动三棘爪圆柱体状的低熔点金属待处理试件一起沿旋转面进行自转。

还有，所述的试件夹紧自转构件还包括顶针，顶针位于三棘爪的上方，三棘爪将圆柱体状的低熔点金属待处理试件的一个底面端夹紧，顶针在圆柱体状的低熔点金属待处理试件的另一个底面顶紧。

本发明的优点：