[发明专利]液压式超声表面纳米化装置

摘要

本发明公开了一种液压式超声表面纳米化装置，包括内带活塞的液压缸，液压缸通过油路与油泵连接；活塞下端与压电陶瓷堆接触，压电陶瓷堆下端设置超声压头；所述超声压头包括圆形基座，圆形基座上装多根阵列排列的圆杆，每个圆杆的底部用固定帽固定一个碳化钨合金圆球，碳化钨合金圆球在金属工件表面进行撞击和碾压。本发明结构合理，方便实现金属材料表面纳米化。

主权项

一种液压式超声表面纳米化装置，其特征是：包括内带活塞的液压缸，液压缸通过油路与油泵连接；活塞下端与压电陶瓷堆接触，压电陶瓷堆下端设置超声压头；所述超声压头包括圆形基座，圆形基座上装多根阵列排列的圆杆，每个圆杆的底部用固定帽固定一个碳化钨合金圆球，碳化钨合金圆球在金属工件表面进行撞击和碾压；在油路上设置油压表；压电陶瓷堆与功率放大器连接，功率放大器与信号发生器连接；工作过程：油缸通过油路和油泵联接，通过油泵注油或放油，可以调节油缸内的油压，由油压表显示，并推动活塞运动；活塞和一压电陶瓷堆连接，而压电陶瓷堆和特别设计的压头联接；基于压电效应，在外加电压作用下，压电陶瓷堆在纵向产生变形；在交变电压下，压电陶瓷堆产生纵向振动；在对工件进行材料表面纳米化处理时，油缸放置在机床的走刀装置上，移动走刀装置，使油缸运动到一个适当位置，这时超声探头和工件表面接近接触；固定走刀装置位置，然后开启油泵，向油缸注油，按照油压表指数，使油缸内油压处于设定值，这时超声压头将以设定的常力压在工件表面；信号发生器产生的超高频交变电压信号，经功率放大器放大后，施加在压电陶瓷堆上，使其产生超声振动，带动超声压头以超声频率撞击工件表面；在超声撞击的同时工件旋转，这时超声压头中的碳化钨圆球除了撞击还碾压工件表面，使工件材料表面的晶粒通过不同方向的强烈塑性变形而逐渐细化到纳米量级，实现材料表面纳米化。