[发明专利]一种弯曲补偿表面碾压处理的方法

说明书

本发明涉及一种弯曲补偿表面碾压处理的方法，包括：S100将待处理的金属板材固定到夹具上；S200根据金属板材的强度和厚度，设定碾压处理的行间距、进给量和碾压方向；S300通过数控机床控制的碾压工具，在预定温度条件下按照设定参数对金属板材表面进行设定次数的碾压，使金属板材的表层形成梯度结构，以提升金属板材的性能达到符合预定要求。本发明有效的解决金属板材机械碾压处理后的变形问题，可以在材料表面形成梯度结构，从而提升板材的表面硬度和屈服强度，该方法有利于机械碾压表面处理工艺的推广和运用。

技术领域

本发明涉及属于金属板材表面处理领域，具体涉及一种弯曲补偿表面碾压处理的方法。

背景技术

金属板材在航空、航天、汽车、船舶等制造业有着广泛的应用，通常通过表面处理方法以提升材料表面的耐磨性能，传统的机械碾压表面处理方法会在表面形成残余应力，由于残余应力的释放，会使板材发生弯曲变形，尤其是薄板，变形更加显著。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出了一种弯曲补偿表面碾压处理的方法，解决板材在表面处理后由于残余应力释放产生的弯曲变形问题，通过在处理过程中的弹性弯曲变形补偿残余应力，从而消除板材机械碾压后的弯曲变形。

本发明的技术方案为：一种弯曲补偿表面碾压处理的方法，包括如下的处理步骤：

S100将待处理的金属板材固定到夹具上；

S200根据所述金属板材的强度和厚度，设定碾压处理的行间距、进给量和碾压方向；

S300通过数控机床控制的碾压工具，在预定温度条件下按照轨迹工艺参数对所述金属板材表面进行设定次数的碾压，使金属板材的表层形成梯度结构，以提升所述金属板材的性能达到符合预定要求；

所述步骤S100中金属板材表面待处理区域的两侧为自由状态，以保证所述金属板材在处理过程中发生弹性弯曲变形。

进一步地，所述梯度结构为：金属板材的晶粒尺寸由表面向内逐渐增大。

进一步地，所述晶粒尺寸由100纳米以下或100纳米-1微米增大至1-100微米。

进一步地，所述步骤S100中碾压方向为平行于所述金属板材的轧制方向或与所述金属板材的轧制方向成任意角度。

进一步地，所述步骤S300中，所述碾压工具为单头工具或多头工具。

进一步地，所述步骤S300中碾压工具的摩擦形式是半球形固定工具的滑动摩擦或球形滚动工具的滚动摩擦。

进一步地，所述步骤S300中预定温度条件包括：室温环境、液氮营造-193℃至-40℃的低温环境，或加热营造的100℃至300℃的高温环境条件。

进一步地，所述步骤S300中对所述金属板材表面进行设定次数的碾压的过程中，所述碾压工具是通过采用相同的轨迹工艺参数，或经过调整的不同的轨迹工艺参数进行处理的。

本发明与现有技术相比存在的有益效果是：

1.本发明通过在对金属板材碾压处理过程中使板材产生弹性弯曲变形抵消表面残余应力；

2.经过本发明预定温度条件和设定温度的处理，有效避免金属板材表面处理后由于残余应力释放导致的弯曲变形；

3.处理后的金属板材的表面会形成梯度结构，从表面的纳米级或微米级晶粒过渡到芯部的粗晶，提升了材料表面的硬度，还提升了整体材料的屈服强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。