0]图4为本发明实施例三中带强化孔孔轴线为曲线时桥丝示意图。
[0031]图5为本发明实施例四提供的金属结构件孔内表面电液强化装置结构示意图。
[0032]图6为本发明实施例五提供的金属结构件孔内表面电液强化装置结构示意图。
[0033]图7为本发明实施例六提供的金属结构件孔内表面电液强化装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0035]实施例一
如图1所示，实施例一提供的装置包括内部开有放电空腔的放电水箱9，电水箱9包括通过紧固件紧固的底座和顶部7，底座和顶部7接触表面通过密封橡胶8密封。放电水箱9外壁上开有进水口 20和排水口 19。带孔板料16通过固定板17装夹好固定在放电水箱9的放电空腔内。电水箱9两侧壁安装有一对穿过侧壁的电极紧固件15，电极紧固件15通过密封圈14与电水箱9侧壁密封。每个电极紧固件15内均通过绝缘固定件12固定有绝缘套筒11.两根放电电极18分别穿过两侧的绝缘套筒11插入带孔板料16的待强化孔中，放电电极18与绝缘套筒11之间通过电极压盖10固定。两根放电电极18之间用铜丝或者铝丝作为桥丝相连，串联连入高压脉冲电路形成回路。
[0036]该装置的工作方法为:
1)带孔板料16通过固定板17装夹好固定在放电水箱9的放电空腔内；
2)向放电空腔中通入液态水13，并排空放电室内空气；
3)将放电电极通过桥丝接入高压脉冲电路，闭合开关1，经升压变压器4升压后的高压交流电通过整流器2得到的高压直流电作用在电容器3两端，电容器开始充电，当电容器充电到一定数值时，电子触发器6激活，电容器3中储存的电能经安全保护系统5作用在两个电极上，电能沿着桥丝释放，桥丝释放。桥丝瞬间汽化，周围产生高温的放电通道，放电通道周围液体汽化迅速膨胀，在液体水13中产生强大的冲击波和高速水流动压，冲击波以及高速水流动压以圆柱状辐射的形式通过介质水作用于孔内壁，使孔内壁发生一定量的塑性变形。
[0037]4)为了得到孔强化后沿径向形成均匀残余应力层，可选择合适的放电参数，采用多次放电的形式来提高强化效果。具体操作为当一次放电结束后可通过更换铜丝或铝丝进行下进行后续的多次放电，使带孔板件孔沿径向形成理想的残余压应力层。
[0038]实施例二
如图2所示，在带孔板件较薄情况下，其余结构与实施例一相同，区别在于采用电极对直接放电的形式对孔进行强化，两根放电电极的插入待强化孔中与待强化孔同轴，两根放电电极之间不接触，放电电极另一端通过桥丝连入高压脉冲电路形成回路。
[0039]实施例三
当带孔板料为曲面情况下(如图3所示)，为了使孔的强化效果较好，可根据孔附近板料表面的曲面特征来制造与其接触的固定板形状，然后再对孔进行电液强化。
[0040]当零件上所开孔轴线为曲线时(如图4所示)，为得到较好的强化效果，可使电极间的桥丝与待强化孔的轴线曲率走向一致，然后再对孔进行电液强化。根据本发明的第三实施例采用的装置结构与第一实施例相似，此处不再赘述。
[0041 ]实施例四
如图5所示，在带孔结构件的尺寸较大或者不便安装在放电室中进行电液强化时，可改进放电水箱的结构，使其分为上箱体和下箱体，上下箱体分别通过紧固件与带孔板料紧固，其与结构件上待强化孔周围的上下表面分别形成密封腔并压紧，其余结构与实施例一相似。
[0042]实施例五
如图6所示，对于结构零件上盲孔的电液强化，可将零件上盲孔底面作为一个电极，并按图中方式采用铜丝或铝丝制得的桥丝将盲孔底面与电极连接起来，以便电液强化时在孔内形成合适的放电通道，其余结构与实施例一相似。
[0043]实施例六
如图7所示，对于开在管材侧表面上的孔进行电液强化时，两电极轴线可按互成90°的方式排布，其余结构与实施例一相似。
[0044]本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种金属结构件孔内表面电液强化装置，其特征在于:包括内部开有放电空腔的放电水箱(9)，带孔板料(16)的待强化孔位于放电空腔内；放电水箱(9)外壁安装有穿过外壁的电极紧固件(15)，电极紧固件(15)内固定有绝缘套筒(11)，放电电极(18)穿过绝缘套筒(11)插入带孔板料(16)的待强化孔中，放电电极(18)两端连入高压脉冲电路形成回路。2.根据权利要求1所述的金属结构件孔内表面电液强化装置，其特征在于:所述的电水箱(9)两侧壁安装有一对穿过侧壁的电极紧固件(15)，每个电极紧固件(15)内均固定有绝缘套筒(11)，两根放电电极(18)的一端分别穿过两侧的绝缘套筒(11插入带孔板料(16)的待强化孔中与待强化孔同轴，另一端通过桥丝连入高压脉冲电路形成回路。3.根据权利要求1所述的金属结构件孔内表面电液强化装置，其特征在于:所述的电水箱(9)两侧壁安装有一对穿过侧壁的电极紧固件(15)，每个电极紧固件(15)内均固定有绝缘套筒(11)，两根放电电极(18)分别穿过两侧的绝缘套筒(11)插入带孔板料(16)的待强化孔中，两根放电电极(18)之间通过桥丝相连，串联连入高压脉冲电路形成回路。4.根据权利要求3所述的金属结构件孔内表面电液强化装置，其特征在于:所述的将两根放电电极(18 )连接的桥丝与待强化孔的轴线曲率走向一致。5.根据权利要求1所述的金属结构件孔内表面电液强化装置，其特征在于:当带孔板料(16)的待强化孔为盲孔时，放电电极(18)伸入盲孔中的部分通过螺旋状桥丝与盲孔底部连接，放电电极(18 )与盲孔板料串联连入高压脉冲电路形成回路。6.根据权利要求1所述的金属结构件孔内表面电液强化装置，其特征在于:所述的电水箱(9)顶部和一侧壁分别安装有穿过放电水箱(9)外壁的电极紧固件(15)，每个电极紧固件(15)内均固定有绝缘套筒(11)，两根放电电极(18)的分别穿过绝缘套筒(11)插入带孔板料(16)的待强化孔中，两根放电电极(18)之间通过桥丝相连，串联连入高压脉冲电路形成回路，其中两根放电电极(18 )的极线互成90°排布。7.根据权利要求1至6任意一项权利要求所述的金属结构件孔内表面电液强化装置，其特征在于:所述的电水箱(9)包括通过紧固件紧固的底座和顶部(7)，底座和顶部(7)接触表面通过密封橡胶(13)密封。8.根据权利要求1所述的金属结构件孔内表面电液强化装置，其特征在于:所述的电水箱(9)包括上箱体和下箱体，上下箱体分别通过紧固件与带孔板料(16)紧固，接触表面通过密封橡胶(13)密封。9.一种金属结构件孔内表面电液强化方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将带孔板料的待强化孔固定在放电水箱的放电空腔中； 2)根据带孔板料的类型选择对应的放电电极插入待强化孔中； 3)向放电空腔中加水，并排空放电室内空气； 4 )将放电电极通过桥丝接入高压脉冲电路，电极发生放电，产生的冲击波和高速水流动压作用在孔内壁，使孔内壁发生塑性变形； 5)更换桥丝重复步骤4)，待强化孔沿径向形成残余压应力层，完成强化。10.根据权利要求9所述的金属结构件孔内表面电液强化方法，其特征在于步骤2)所述的根据待强化孔的类型选择对应的放电电极具体为: 1)若待带孔板料较薄，使用两根放电电极，两根放电电极分别插入带孔板料的待强化孔中与待强化孔同轴； 2)若待带孔板料较厚，使用两根放电电极，两根放电电极分别插入带孔板料的待强化孔中，两根放电电极之间通过桥丝串联； 3)若带孔板料的待强化孔孔轴线为曲线，使用两根放电电极，两根放电电极分别插入带孔板料的待强化孔中，两根放电电极之间通过桥丝串联，桥丝与待强化孔的轴线曲率走向一致； 4)若带孔板料的待强化孔为盲孔，使用一根放电电极，放电电极插入盲孔中通过螺旋状桥丝与盲孔底部连接； 5)若带孔板料为管材，待测孔为管材侧表面上的孔，使用两根放电电极，两根放电电极的极线互成90°排布。
【专利摘要】本发明提供了一种金属结构件孔内表面电液强化装置及其强化方法，根据电液效应，利用与高压脉冲电源相连接的电极对在末端放电或与电极对相连接的桥丝在放电过程中产生的瞬间大电流的高温放电通道，放电通道周围液体汽化迅速膨胀,在液体介质中产生强大的冲击波和高速水流动压，作用在待强化孔内壁，使孔内壁发生一定量的塑性变形，从而在孔的内表面引入残余压应力而实现强化效果。本发明的方法具有与孔壁无机械接触，残余压应力分布均匀，可强化孔的种类多，不受开孔零件结构形状限制，强化过程易于调节和控制等优点。
【IPC分类】C21D1/09
【公开号】CN105463162
【申请号】CN201510878370
【发明人】汤泽军, 杜浩, 陶克梅, 江双双
【申请人】南京航空航天大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月4日