先进超声波冲击处理装备研发及产业化项目

不良应力、腐蚀和疲劳是工程失效的主要模式。超声波表面冲击处理技术可使金属表层发生晶粒细化，植入高出其它工艺的残余压应力，从而显著提高表面硬度、抗疲劳性和耐腐蚀性。合理控制应力的植入，不需模具，零温升，就能实现金属板件的可控变形。这些工艺与智能运动系统相结合，可以方便地处理复杂三维工件。这类工艺在国外已经证明可以产生重大经济效益，是解决重大工程问题的瓶颈，对航空航天、核能、发动机、压力容器等高端部件长期性能的保证不可或缺，国内需求巨大。目前此类设备仍然依赖进口，相关技术的国产化，尤其是自主核心技术及部件的突破势在必行。 本项目团队经过多年积累与技术攻关，现已开发出超声波焊缝应力消除、材料表面强化、板材成形校形等三类超声波冲击处理装备，装备所使用的超声波发生器、换能器设等关键核心部件完全自主开发，指标优于国外产品，成熟度已达到批量生产水平，可在多个传统超声波应用行业替代进口产品。自主开发的超声波冲击处理装备以完成工程样机试制，量产后将打破这类装备依赖进口的局面，为我国航空发动机、航天发动机和核能工业等国家重大领域关键部件的性能指标赶超西方奠定重要基础。

1、超声波冲击处理与传统喷丸相比具有残余压应力高、表面粗糙度小、工艺可控性好、功耗低、便携、环保等优势。是目前最有前景的金属材料冷加工强化处理工艺之一。 2、超声波冲击处理与激光冲击强化相比具有设备成本低、处理效率高、智能化改造易于实现等优势。 3、超声波电源、换能器等核心部件完全自主开发，技术指标优于国外产品并已实现批量生产。 4、可提供智能化成套超声冲击处理装备，处理效率高、一致性好，同时劲可满足变工况、变工具、小批量柔性化加工需求。

1、产品

CN201710827545.3 一种用于盲孔法检测残余应力的钻孔装置

CN201811182198.4 一种超声粉末成型装置

CN201811240149.1 一种金属3D打印方法和装置

2、工艺

CN201710828059.3 一种利用超声波驱动钻孔的工件残余应力检测方法

超声波冲击处理在制造业中有着广泛的应用前景，市场价值巨大。 （1）航空航天：航空航天行业大量应用高精度薄壁板类零件，为满足零件精密成形要求，行业内制造企业需要超声波成形、校形成套系统百余套，市场规模超过5亿元。 （2）汽车、工程机械：各类齿轮、涡轮叶轮、曲轴、发动机缸套等零部件都适宜采用超声波喷丸强化设备来提高零件的耐磨性、耐腐蚀性及表面强度，超声波辅助喷丸强化设备需求超过50亿元。 （3）消费电子：智能手机、平板电脑、笔记本电脑等产品的薄壁金属外壳在加工过程中极易发生变形、翘曲等不良，目前只能依靠手工校形。超声波喷丸校形可以实现高效率、自动化校形，大幅降低生产成本、提高良率，市场规模超过10亿元。 （4）各类焊接机构件：焊接机构件广泛应用于各行各业、数量巨大。超声波焊缝冲击处理技术是目前处理效果最好，同时节能环保的技术，可部分替代热时效，市场规模在百亿以上。

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