研磨丸在精密铸造件表面处理中的应用效果及工艺参数优化

摘要

为解决TC4钛合金（Ti-6Al-4V）精密铸造件表面粗糙度高、残余拉应力及疲劳性能不足等问题，本研究采用中空球碳化硅（SiC）研磨丸开展表面强化研究。系统研究研磨速率、进给速率、研磨时间三大核心工艺参数对表面完整性及力学性能的影响规律。通过正交试验设计与方差分析优化工艺参数，结合扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）、X射线应力分析仪等表征手段揭示强化机制。结果表明：最优参数组合（研磨速率16 m/s、进给速率120 mm/min、研磨时间40 min）可使铸造件表面粗糙度降低至0.26μm,表层引入-317 MPa残余压应力，晶粒细化至3.8μm,位错密度达2.0×10¹⁴ m^-2,疲劳寿命可延长4.8倍。综上所述，研磨处理通过形成梯度细化晶粒、引入均匀分布的残余压应力及消除表面缺陷实现强度与韧性的协同提升。该研究可为钛合金精密铸造件的高效表面强化提供理论依据与技术支撑。

关键词

精密铸造件 / 研磨丸 / 表面处理 / 工艺参数优化 / 疲劳性能