机械加工强化机理与工艺技术探讨

袁园

摘要：机械加工过程的强化机理不尽相同，各技术的应用也存在很大的差异。同时，工艺相关技术应用模式多样化，因此在实际加工操作中需要选择合适的工艺方案，从而使机械加工的性能强化和技术水平提高。本文将从加工强化技术出发，并考虑其工艺技术特点，分析相关的技术原理和机理，制定出行之有效的应用方案，为机械加工强化技术提供一些理论参考和建议，并促进工艺技术的科学应用。

关键词：机械加工;机理;强化;技术;工艺

引言

目前在经济体系的影响下，我国工业技术取得突飞猛进的发展，建设速度不断加快，相关技术日趋成熟，进而使得基本工业建设不断进步和完善。以充分发挥现代机械加工制造的效益，需要深入分析机械加工的强化机理，重视对既有加工技术的综合优化，它是现代工业向前发展的基础，是经济体系建设的基本内涵，对于机械制造水平的提高和强化生产来说，这也是最有效的途径，为解决工业生产和材料应用中的诸多问题提供了可靠的技术支撑。

1 机械加工强化机理内容分析

1.1 机械加工结构错位强化

位错强化是指在塑性形变过程中来控制结构位错技术。在金属材料的机械加工中，位错强化是主要方法之一，其目的是增加位错运动的难度，增加材料位错的密度，以实现金属材料强度得到提高。位错强化的基本原理是利用晶体的缠绕特性，使它们在外作用力下发生相互作用，从而使结构的硬度得以提高，使其在以后的应用中不易发生结构形变和结构损伤。目前位错强化主要通过模拟模型来实现，通过工艺分析来控制加工温度，受到结构变形的影响下产生位错交界面，然后采用自然化工艺对结构位错进行加工。

1.2 机械加工基础品界强化

与位错强化相比，品界强化更容易进行加工操作，其优点在于有更多的技术应用方向，不用人工进行过多的干预。位错强化要求技术人员具有较高的技术能力和操作能力，在细节上产生偏差都会造成位错强化结构失去稳定性。因为位错强化主要使用晶体元素的媒介作为传导体，结构硬度的提高需要严格控制晶体形变，这也造成位错强化材料的基本参数不完全相一致，甚至同批次的材料加工的数据参数也存在不同。这一问题采用品界强化就可以有效地解决。通过添加活性元素，可以提高钢材的蠕变极限，使其结构密度能长期保持较高的水平，减少结构疲劳对金属材料强度的影响，因此实现结构硬度提高的目标。

1.3 机械加工综合应变强化

应变强化指的是采用应力强化的方式，提高金属结构的强度，使其满足高强度应用要求，并在金属材料的拉伸加工阶段提高结构的抗变形性能，因此产生不一样的结构硬化机理，并利用此机理提高金属组织硬化程度。该工艺主要是以金属单晶为主要传输介质，首先是易滑动移位阶段的质量管控，这一阶段是金属结构硬化的早期阶段，所以具有相对较慢的硬化速率，该阶段对晶体结构会产生较大影响，如果该时期对组织质量不能进行有效控制，会引起后期金属组织结构硬化强度的发生偏离，导致综合强度参数失衡问题的发生。第二阶段是线性硬化阶段，主要通过线性变量和盈利变量之间的关系来强化金属材料，提升金属质材料的抗变形能力。因为该阶段内结构晶体的质变不是很显著，金属结构硬化的组织形貌改变也不明显。第三阶段是动态恢复阶段，要求利用金属的变形特性来控制加工的硬化速度，并及时掌握变形和温度参数。这一阶段的金属硬化强度非常高，所以应变动态回复率较低。

2 工艺技术应用强化

2.1 喷丸工艺技术强化

喷丸加工是材料机械加工中最常见的工艺，需要人工干预和人工操作。技术人员的加工水平直接关系到加工技术的应用效果。该技术主要用喷射弹丸的工艺对材料表面进行喷丸处理，使材料表面的颗粒发生塑性形变，组织结构的强度是通过喷丸强度、数量和密度来控制。随着喷丸密度增大和喷丸周期增长，相应的结构强度也会增大，同时其基本使用寿命也会得到延长，从而保证了材料的使用效率。对目前机械加工的应用来说，喷丸工艺优势是应用广泛，成本较低，工艺加工效果好，非常适合于大批量和规模化材料生产，可以在短时间内使材料的综合耐腐蚀性得到提高。同时，也适用于低密度件的加工生产，能够提高低密度件的使用稳定性和使用寿命，使结构件应用具有突出的经济效益。

2.2激光冲击工艺技术强化

激光冲击处理在研究喷丸工艺的基础上发展出来的，其工作主要原理与喷丸工艺比较接近，不同之处在于，喷丸工艺的过程是通过丸体材料对外部结构进行冲击，而激光技术是利用强激光脉冲对材料整体结构进行穿透性变形控制，从而实现强化材料强度的提升。激光冲击加工的优点是工作原理简单，且操作方便，工程上不需要复杂的加工过程，使用激光脉冲整体性穿透材料的内部，由于激光的大功率使材料内外部结构的强度参数能够相对保持在平衡的状态下。因为金属材料具有较强的吸收激光能力所以可在材料内部和表面结构发生一定程度的汽化现象，最后通过充分吸收内部能量结构产生离子爆炸，在材料表面束缚有基础爆炸物，增加了材料的塑性变形。由于具有较高的结构强度稳定性，所以采用激光冲击加工过程的材料的结构强度一般要高于喷丸加工的材料。但激光冲击工艺的应用成本会比较高，不能用于材料的大规模生产加工，只适用于小批量材料的精加工，其在金属芯材的设计和制造中具有良好的应用效果。

3结束语

根据上面的论述，对材料加工水平的提高来说，机械加工的强化工艺和技术优化具有关键作用，它是现代机械加工制造发展的核心和重要环节，相关技术应用應着重考虑材料强度、耐高温、耐腐蚀性和抗变形等特性，对不同类型材料的基本结构和技术应用方向进行深入分析，制定合理有效的加工工艺强化方案，并在实际生产中对技术进行积极探索，改进和提升现有技术，提高应用技术环境的适应性，保证加工工艺在不同材料加工强化中展现各自的独特优势，这样就为提高工业加工技术水平提供有利的技术保障。

参考文献：

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[3]杨豪虎.机械加工强化机理与工艺技术分析[J].时代农机，2016，43（07）：6-7.