[发明专利]一种在纯钛表面获得纳米晶-非晶复合层的装置及其制备方法

权利要求书

1.一种在纯钛表面获得纳米晶-非晶复合层的方法；其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1)准备工作：首先，调节工作台的水平位置，上下调节喷丸室的位置，选择合适的喷丸距离，调节完成后，将喷丸放入喷丸室中；然后，将工件固定在喷丸室的上方，根据工件的大小选择不同的固定方式；最后，设定好超声发生器的工作频率、功率以及工作时间；

2)准备工作完成后，启动超声发生器，超声发生器把工频交流电转化成为电信号，并将此电信号传递给超声换能器；

3)超声换能器将步骤2)中的电信号转化为相同频率的超声振动后，经过超声变幅杆传递给超声工具头产生机械振动；

4)喷丸室内的喷丸在振动的超声工具头驱动下撞击工件表面，如此反复，完成对工件的喷丸处理，即可在纯钛表面获得纳米晶-非晶复合层；

步骤2)中，所述电信号的频率≥20kHZ；步骤3)中，所述超声振动的振幅为1-5um；

步骤3)中，所述机械振动的振幅为20-100um；步骤4)中，所述喷丸撞击工件的速率为5-50m/s；

上述方法通过下述装置执行：该装置包括超声施振模块和喷丸工作模块；

所述超声施振模块主要包括：超声发生器、超声换能器、超声变幅杆；

所述喷丸工作模块主要包括：超声工具头、喷丸、喷丸室、工件台、工件固定装置；

所述超声发生器、超声换能器和超声变幅杆依次连接；

所述超声工具头位于喷丸室内，超声工具头与喷丸室内壁之间存在不大于喷丸直径的间隙；

所述喷丸设置在喷丸室内，初始位置位于在超声工具头的上表面；

所述喷丸室固定在工件台上，且喷丸室的上表面与工件台的上表面处于同一平面；

所述工件固定装置安装在工件台的上表面，用于夹紧并固定工件。

2.如权利要求1所述的在纯钛表面获得纳米晶-非晶复合层的方法；其特征在于：步骤1)中，加入的喷丸以能够完全覆盖喷丸室底部为准。

3.如权利要求2所述的在纯钛表面获得纳米晶-非晶复合层的方法；其特征在于：所述喷丸恰好完全覆盖喷丸室底部。

4.如权利要求1所述的在纯钛表面获得纳米晶-非晶复合层的方法；其特征在于：步骤4)中，所述喷丸撞击工件的频率为100-1000s^-1。

5.如权利要求1所述的在纯钛表面获得纳米晶-非晶复合层的方法；其特征在于：步骤4)中，所述喷丸撞击的时间为100-1000s。

6.如权利要求1-5任一项所述的方法在金属零件的表面强化处理中的应用。

7.如权利要求6所述的应用，其特征在于：包括用于航空航天、汽车、船舶、石油、化工领域的金属结构件的表面强化处理。