金属表面光洁度对零件性能的影响

高强度螺栓豪克能镜面加工，提高光洁度、硬度、耐磨性和疲劳强度，降低断杆率，提升产品竞争力

随着市场需求扩大，目前市面上的镜面加工设备也慢慢多了起来。相比传统物理或化学抛光镜面加工造成的环保难以达标，如豪克能这样的金属镜面加工设备既能达到超乎要求的表面粗糙度，又是完全不会造成污染的环保设备，占尽优势，受到客户的广泛欢迎。于是很多厂家开始模仿制造类似的设备，那么如何才能鉴定并选到适合自己的镜面加工设备呢？
1.首先要达到镜面加工要求。 镜面加工设备首先要满足客户的加工需求，一般是要求表面粗糙度达到Ra0.8以下。豪克能加工后表面粗糙度最低可达Ra0.05左右 ，表面无任何凹坑或凸起，消除机械加工纹路，达到真正的光亮如镜。
2.看价格，更要看还有什么附加好处。 很多客户在选择设备时往往太注重看价格。但是一分钱一分货是永恒的真理。设备买来是要用的。很多时候花低价买个设备最后发现加工效果不达标，又不能用又舍不得扔成为鸡肋。豪克能镜面加工设备不仅仅只针对表面粗糙度，它利用每秒3万次高频冲击的能量在金属工件表面预置压应力，百分百消除拉应力，这样使得工件疲劳寿命几十倍的增长。同时这种镜面加工能细化金属表层材料晶粒达到纳米级别。纳米层具有高强度高硬度、高延展性、高韧性以及优异的耐磨耐腐蚀等特性。极大的提高了机械零部件的使用寿命。
3.看效率，看安装使用的方便性。 豪克能设备包括一个安装在机床上的执行器，以及用线缆连接的能量发生器控制设备。 执行器的安装非常方便，类似于车床上的刀具。控制箱也简便易操作。只有几个按钮，稍作培训普通机加工工人就可以使用了。 精密加工效率高。比起传统的人工抛光，豪克能加工全自动，设定好加工轨迹和输出频率后就可以加工工件了。一般来说加工效率可以提高30%以上。
4.环保无污染。 豪克能镜面加工设备加工过程中不会产生粉尘，加工环境极为洁净。
5.行业最早最专业，售前售后服务好。
豪克能镜面加工设备做为镜面加工行业最早的研发者，到现在已经二十多年 ，目前已经拥有百余项专利。这是其他任何小厂商甚至皮包公司无法媲美的优势。豪克能的售前服务专业，全国各地有业务经理及办事处，可及时和客户沟通加工需求，同时总部技术人员根据客户需求提供专业解决方案。售后服务贴心，客户有任何疑难或故障都可以通过售后电话找到专业的技术人员提供解答或维修服务。

豪克能金属表面镜面加工，可以大大提高工件表面质量，提高机床导轨的硬度及耐磨性，起到减磨耐磨的作用，实现表面完整性和表层改性加工的抗疲劳制造。
而且豪克能镜面加工过程中无粉尘污染，属于绿色制造工艺。
使用豪克能对机床床身进行强化可以极大提高机床精度和寿命，收到机床厂家的广泛欢迎。

工件名称：龙门铣床床身
加工部位：导轨面
工件材料：HT300
粗糙度：加工前Ra3.2→加工后Ra0.8
硬 度：加工前HB170→加工后HB210

转向节豪克能镜面加工，不仅提高工件表面光洁度，同时提高工件耐磨性和疲劳强度，延长工件疲劳寿命

水泵泵轴的主要功能是把发动机输入的扭矩传递给叶轮和风扇，提供叶轮和风扇作功所需的能量。由于水泵泵轴在工作过程中同时承受弯矩和扭矩，因此在轴的分类中属于转轴。

水泵泵轴的结构，按照沿轴心线上载荷的分布和安装条件，可将其分成阶梯轴和光轴两种形式。
传统泵轴加工后表面粗糙度一般不太理想，在长期的使用中，容易造成疲劳寿命缩短，轴发生断裂或者密封位置出现渗漏。
使用豪克能镜面加工设备加工潜水泵泵轴的密封位位置，表面光洁度达到了Ra0.1以内，密封性能提升了3-10倍。而且相比传统的抛光方法，豪克能镜面加工效率极高，成本很低，换算下来达到两毛钱一件，为客户创造了惊人的价值，受到了客户的热烈欢迎。

圆锥破主轴豪克能镜面加工，取代磨床，车床一次装夹，加工效率提高30%以上，硬度提高20%，耐磨性提高50%，圆锥破核心部件使用寿命提高1倍以上

转向节豪克能镜面加工，代替磨削和抛光，提高生产效率，粗糙度可达Ra0.2，硬度提高20%，提高工件耐磨性，预置压应力，提高疲劳强度，延长工件疲劳寿命

不锈钢缸套是工业设备常用的配件，对其内孔有超高的光洁度要求，在缸套的镜面加工中常采用抛光的形式进行镜面加工，但采用这种方式需要抛光2遍以上才能达到要求，效率低，同时有粉尘污染，进入机床轨道等间隙后会影响机床精度。并且有部分厂家生产不锈钢材质，其镜面抛光的难度较大。

可以使用豪克能技术解决镜面加工的问题，效果可达Ra0.1，效率高，同时加工无污染，降低了人工劳动强度。

采用豪克能内孔专用执行器，能够保证超声振动垂直的输入到工件内部，避免其他方向上的能量衰减；同时具有较高的加工效率，如上图工件，10分钟以内就能完成；镜面加工效果好，而且仅需要加工一遍就可以达到Ra0.1的效果。

台阶轴也称为阶梯轴，形体较为复杂，台阶轴是一类复杂锻件。包括本体和键体，所述本体包括轴身、设于所述轴身两相对端部的第一轴体和第二轴体、设于第一轴体远离所述轴身一端的第一轴肩、设于第二轴体远离所述轴身一端的第二轴肩及设于第一轴肩远离所述轴身一端的轴头，所述轴头包括键槽，所述键体安装于所述键槽内，所述轴头还包括若干固定孔和固定杆，所述键体包括与所述固定孔位置相对且数量相同的通孔，所述固定杆插入于所述固定孔内并贯穿所述通孔。台阶轴的表面镜面加工工艺要求也很高，因为操作比较复杂。台阶轴复杂的形体导致进行镜面抛光时有很多“死角”难以加工。 豪克能镜面加工设备可以很好的处理台阶轴的金属表面加工。经过华云科技的精益求精不断改进，不仅可以对复杂表面进行精良的镜面加工，也缩小了台阶到根的极限，最大限度上实现了台阶轴的整体镜面效果。

技术及市场背景
工件名称及材质： 球头螺杆，45#
所属行业：压力机
压力机连杆球头位置与球碗配合，并且存在一定的自由转动，为了提高球头的耐磨性，减少摩擦磨损，常采用氮化提升硬度，采用研磨提高光洁度，涉及热处理和精加工多项工艺，工序周转多加工费时成本高。在市场竞争不断激烈的情况下，如何节约成本提高产品竞争力成为头等大事。
豪克能加工部位及作用：球头，与球碗配。
豪克能技术具有表面光洁度提升和加工强化的两个作用，正好满足球头加工技术需要。豪克能技术采用超声波工艺，超声冲击直接作用在材料表面，无需任何磨料和介质，这也是豪克能设备使用成本低廉的原因之一；材料受到冲击之后，发生微观层面的塑性变形，表面状态发生改变，波峰波谷差距变小，粗糙度数值大幅降低；同时表面发生弥合现象变得更加“密实”，材料还产生晶粒细化的现象，多种原因致使硬度耐磨性提升。

实验对比
传统工艺为车削-软淡化-研磨，豪克能加工为车后直接豪克能加工。
豪克能加工的优势
a、效率：一次装夹，效率提高
b、硬度：提高20%以上
c、代替软氮化和研磨
d、外观：镜面效果Ra0.2左右

表面粗糙度对零件质量的影响，主要集中在对零件的耐磨性、配合性质、抗疲劳强度、工件精度及抗腐蚀性上。
对摩擦和磨损的影响
当零件表面为滑动配合时, 由于零件表面有微观不平度, 使得接触面积变小, 一般粗加工零件表面有效接触面积只有15 ～ 20%, 精加工的表面有30 ～ 50%, 精密加工的表面其有效接触面积可达85 ～ 90%。表面粗糙度对零件磨损的影响，主要体现在峰顶与峰顶上，两个零件相互接触，实际上是部分峰顶的接触，在一般加工条件下, 互相运动的零件由于接触面积小, 单位面积上压力大, 并可能使部分凸峰产生弹性变形及塑性变形。表面越粗糙，磨损越严重。
随着表面凸峰的磨损, 配合表面接触面积逐渐增大,磨损进入正常磨损阶段, 随着接触表面的进一步加大, 润滑液无法进入接触表面, 使表面处于干摩擦状态, 这样磨损进入后期磨损, 这时零件将不能使用。
对配合性质的影响
两构件配合，过盈配合和间隙配合。
对于过盈配合，由于在装配时，表面的峰顶被挤平，致使过盈量减小，降低了构件的连接强度；对于间隙配合，随着峰顶不断被磨平，其间隙程度会变大。因此，表面粗糙度影响配合性质的稳定性。
对疲劳寿命的影响
零件表面越粗糙，凹痕越深，波谷的曲率半径也越小，对应力集中越敏感， 应力集中越严重，最容易萌生疲劳裂纹，抗疲劳破坏的能力就愈差。因此表面粗糙度增大,会降低零件的疲劳强度。
对抗腐蚀性的影响
零件的表面粗糙越大，即其波谷就越深。这样，灰尘、变质的润滑油、酸性的和碱性的腐蚀性物质就容易积存在这些凹谷处，并渗透到材料的里层，加速零件的腐蚀。因此，降低表面粗糙度，可以增强零件的抗腐蚀性。

1、半轴的失效形式：
（1）扭转疲劳断裂；（2）过量磨损；（3）过量变形。
2、半轴的性能要求：
（1）根据工作条件和失效形式，半轴应具有良好的综合力学性能。
（2）硬度：心部在HRC26-32，表面在HRC50-60，表面中频淬火的淬硬层深度6-8mm；
（3）金相组织：表面回火索氏体+部分托氏体，心部允许有8%左右的铁素体。
3、半轴材料的选择：
根据半轴的工作条件，可知半轴要求具有搞得抗弯强度，抗疲劳强度和较好的韧性。其中中，小型汽车半轴会选择45#钢或40Cr，重型汽车选择40CrNi,40CrMnMo,40MnB材料。
豪克能设备针对汽车半轴进行镜面加工：
汽车半轴的加工工艺：下料—加热—粗锻—切飞边—精锻—切飞边—表面清理—钻孔、车大端面—车孔、齐端面—拉花键—热处理—磨大端面和内孔。
热处理工艺：下料—锻造—退火—仿形加工—调质—铣花键—表面淬火，高温回火，低温二次回火—校直—检验。
经过热处理之后的汽车半轴硬度一般在HRC48-56，得到良好的加工性能，提高半轴的使用寿命。
豪克能以车代磨的镜面加工技术在车桥半轴套管的加工中得到广泛的应用，它具有以下优势：
1、以车代磨，密封位在车床一次加工完成，加工效率提高，成本降低；
2、解决半轴套管的R弧处理难题，防止应力集中造成疲劳断裂；
3、密封位的粗糙度可以达到0.2以下，解决因为油封过早磨损，产生的漏油问题；
4、极大提高半轴套管的疲劳寿命,表面显微硬度提高20%；

气门摇臂座在发动机中起到杠杆的作用，材料以铸铁、锻钢为主，其中心孔与摇臂轴进行不间断的转动，使气门开启闭合，由于这样的工作状况，中心孔往往增加一个锡青铜或者粉末冶金衬套，增强整个摇臂装置的使用寿命。
衬套和摇臂座中心孔采用过盈配合，要求中心孔Ra0.6以内，这样有利于装配，保证紧固连接的强度。传统珩磨在内孔精车（铣）之后采用内孔珩磨机进行珩磨，效果在Ra0.5左右，为了提升产品质量和加工效率，生产厂家决定更换工艺，采用超声波金属镜面加工设备——豪克能进行内孔加工，经过试验验证，豪克能技术代替珩磨加工中心孔，效率提升30%，同时可以减少衬套更换次数。下面从两方面论述豪克能技术相对珩磨的优势。
效果
豪克能技术结合超声波技术，运用了金属材料在常温下具有塑性流变的特点，通过每秒3万次冲击材料表面，提升中心孔2个的粗糙度级别，加工一遍，可达到Ra0.2的效果；
同时豪克能技术还能实现硬度提升20%，对延缓微动磨损有很大益处；
豪克能设备独特的滚压加工形式，能改善工件表面状态，增加与衬套的支撑面积，增强紧固强度。

效率：
豪克能设备安装到车床上使用，车床保证好尺寸精度之后直接使用豪克能进行镜面加工，没有工序周转，豪克能设备也可以安装到铣床、镗床等多种机床上使用；
由于豪克能技术对粗糙度改善的程度大于珩磨，为了避免过度加工，可以半精加工后使用豪克能进行加工，缩短了加工时长。

一、工件信息
工件名称及材质：阀板 焊接STL合金、507 所属行业：阀门
豪克能加工部位及作用：外圆，有利于密封和减少摩擦
二、工艺对比
传统工艺：精车——抛光，阀体表面质量一般甚至达不到要求。
豪克能加工工艺：精车——豪克能加工，可以提高表面光洁度，表面粗糙度值达到Ra0.2以下。

三、豪克能加工工艺的优
豪克能相对于传统工艺的优势：
a、效率：加工效率提升；
b、硬度：提高硬度20%以上；
c、耐磨性、耐腐蚀性能：提高耐磨性50%以上 ；
d、外观：Ra0.2，密封性能提高3-10倍，极大减少泄露等现象，提高疲劳寿命