作品名稱：基于超聲-激光-冷卻的復合表面強化系統
學校名稱：山東理工大學
參賽隊伍：超聲追光隊
隊伍編號：200018
參賽學生：朱冠華 孫國凱
指導老師：韓金國
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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激光-超聲-冷卻復合表面強化系統
隨著科學技術的飛速發展，現代制造業對機械零部件的使用質量及服役壽命提出了越來越高的要求。然而，機械零部件的過早失效，尤其是由材料表面腐蝕、磨損和斷裂引起的失效，不僅影響設備的使用安全性和使用壽命，還導致資源浪費和成本增加。針對這一問題，我們團隊致力于開發一種創新的表面強化技術，以應對當前表面強化技術的局限性，特別是對高硬度、低塑性金屬材料的處理難題。而激光-超聲-冷卻復合表面強化系統是一種集超聲表面強化、激光輔熱和冷卻淬火于一體的復合加工系統。該系統通過精密設計的復合加工工具頭，集成了超聲換能器、激光輔熱裝置和冷卻淬火裝置，實現了對金屬零件表面的綜合強化處理。通過超聲表面強化技術：利用超聲頻振動在工件表面及亞表面材料產生塑性變形，生成納米級表面結構，有效減小表面粗糙度、加深硬度層并提高表面強度；激光輔熱系統：設計了一種激光光斑大小可調的激光頭，能夠根據不同材料和尺寸的工件需求精確調整加熱區域和溫度，有效處理硬脆金屬，避免表面開裂；冷卻淬火系統：冷卻淬火能夠有效抑制材料塑性變形的動態回復，阻止超聲強化后的晶體位錯，細化金屬組織，提高工件的表面綜合性能。和集成化設計：將超聲表面強化裝置、激光輔熱裝置和冷卻淬火裝置集成于一個復合工具頭中，通過數控機床進行精確控制，實現了加工過程的自動化與智能化。
