专利名称：一种适用于非开敞区域零件孔的强化方法
技术领域：
本发明涉及表面强化领域，涉及一种对非开敞区域上零件孔的强化的方法。
背景技术：
在某些金属零件上由于功能需要，需开制一些孔，如整体油箱壁板上过油孔、通气孔等，这些孔的存在是产品的功能需求，原来一般不做特别处理。但这些孔的开制对结构件本身的强度会产生不利影响，形成应力集中源，降低了构件的强度和抗疲劳性能。为了提高构件疲劳强度，需要对这些孔进行强化处理。对孔的强化方法一般有冷挤压强化、喷丸强化等，但对一些较封闭的非开敞部位不适用；还有一种压印强化方法，对于封闭的非开敞部位比较适用，但工艺参数及条件不明，需要研究确定。
发明内容
本发明的目的为解决功能性孔对结构件强度和抗疲劳性能带来不利影响的问题，设计 一种适用于非开敞部位零件孔的强化方法。本发明的技术方案是一种适用于非开敞区域零件孔的强化方法，使用特制的压印钳和压印模具，在需要强化的零件孔的周边，压出一定形状和深度的印痕，其具体步骤如下1)机械加工需要强化的零件孔，使其达到规定的工艺要求，即孔壁及孔周围半径30mm范围内表面粗糙度Ra不大于1. 6，孔边倒圆为R 0. 5mm ；2)使用圆柱销定位安装压印模具，持压印钳对正压印模；3)安装无误后，对压印钳施加压力并持续一定保压时间，压力为40 60Mpa，保压时间为1 5min ；压痕内边缘与被强化的零件孔的外边缘的径向距离为2 5mm ；压痕宽度为 1 2. 5mm ；4)关闭压印设备风源，去除压力，取下压印模，准备下一孔的压印。本发明的优点和有益效果本发明通过压印加工，改善了非开敞区域零件孔及周边的应力情况，提高孔的抗疲劳性能，可推广应用到飞机关键受力结构件的螺栓孔等的强化，大大提高连接孔的抗疲劳性能，从而提升产品的疲劳寿命。
图1为本发明方法工作示意图；图2为本发明具体实施例的孔压痕示意图。
具体实施例方式下面结合附图与实施方式对本发明作进一步详细描述如图1，本发明具体强化步骤如下1)机械加工工件上需强化的孔到规定的状态，工艺要求为孔壁及孔周围半径30mm范围内表面粗糙度Ra不大于1. 6，孔边倒圆R0. 5mm ；2)使用圆柱销定位安装压印模具，持压印钳对正压印模；3)安装无误后，对压印钳施加50Mpa压力并持续3min，确认模具在工件上压出明显的痕迹；4)关闭压印设备风源，去除压力，取下压印模，准备下一孔的压印。如图2，在本实施例中，需要强化的零件孔为3个，分别为两个直径为9mm的孔和一个直径为IOmm的孔；经过本发明的强化后，压痕深度为0. 3mm，压痕宽度为1. 2mm。
经压印强化疲劳对比试验，在σ max = 200Mpa应力水平下，压深0. 3士0. 05mm时， 比不压印时的中值寿命N5tl (次)增加达3. 3倍多。其基本原理是利用金属的弹塑性变形的能力，通过压印使孔周围的材料产生轴向和径向弹塑性变形区域，在这个区域内具有两个强化机制a)造成很高的宏观残余应力，在疲劳过程中降低外加交变载荷中瞬间拉应力水平，使平均应力水平下降；b)在强化层内组织结构改变，位错密度增加，微观内应力升高，在疲劳过程中，阻碍金属晶体滑移，阻碍位错往复运动；以上两个强化机制综合作用的结果，能大幅度提高带孔金属零件的孔边疲劳强度和抗应力腐蚀的能力，从而延长裂纹萌生寿命和裂纹扩展速率，达到延长零件的使用寿命的目的。
权利要求
1.一种适用于非开敞区域零件孔的强化方法，其特征是，使用特制的压印钳和压印模具，在需要强化的零件孔的周边，压出一定形状和深度的印痕。
2.如权利要求1所述的适用于非开敞区域零件孔的强化方法，其特征是，具体步骤如下1)机械加工需要强化的零件孔，使其达到规定的工艺要求，即孔壁及孔周围半径 30mm范围内表面粗糙度Ra不大于1. 6，孔边倒圆为R0. 5mm ；2)使用圆柱销定位安装压印模具，持压印钳对正压印模；3)安装无误后，对压印钳施加压力并持续一定保压时间，压力为40 60Mpa，保压时间为1 5min ；压痕内边缘与被强化的零件孔的外边缘的径向距离为2 5mm ；压痕宽度为 1 2. 5mm ；4)关闭压印设备风源，去除压力，取下压印模，准备下一孔的压印。
全文摘要
本发明公开了一种适用于非开敞区域零件孔的强化方法，其特征是，使用特制的压印钳和压印模具，在需要强化的零件孔的周边，压出一定形状和深度的印痕。本发明通过压印加工，改善了非开敞区域零件孔及周边的应力情况，提高孔的抗疲劳性能，可推广应用到飞机关键受力结构件的螺栓孔等的强化，大大提高连接孔的抗疲劳性能，从而提升产品的疲劳寿命。
文档编号C21D7/04GK102433420SQ20111042700
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者刘庆华, 夏斌, 林震宇, 牛润军, 王劲松, 王梅, 罗喜东, 黄如刚 申请人:陕西飞机工业(集团)有限公司