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大耕深旋耕刀激光冲击强化残余应力研究
摘要：
本文通过了解大耕深旋耕刀的制作工艺和激光冲击强化技术，探讨了残余应力对刀具性能影响的实验结果。研究结果表明，在激光冲击强化后，刀具表面残余应力明显增加，但深部应力降低。这种残余应力分布对刀具的磨损和特性有着显著影响，需要在使用过程中加以引起注意。
关键词：大耕深旋耕刀；激光冲击强化；残余应力
引言：
大耕深旋耕刀是在耕地作业中广泛使用的重要农业工具。然而，刀头的使用频率很高，很容易受到磨损。同时，由于农作物生长期间耕地面积不断增加，农业机械使用寿命和性能要求也越来越高。这就要求农具制造技术不断创新，以优化刀头材料和表面处理工艺。
激光冲击强化技术是现代刀具加工中常用的一种表面强化工艺。该技术在增强刀头材料硬度、延长使用寿命方面取得了显著效果。但是，由于激光冲击强化过程中会引起残余应力的产生，残余应力分布会影响到刀头的磨损和特性。本研究旨在探究激光冲击强化对大耕深旋耕刀的残余应力影响。
实验方法：
1.实验材料
本次实验使用的是大耕深旋耕刀的刀头样本，样本大小为2.5cm×2.5cm×0.2cm。样本初始硬度为450HV。
2.实验设备
本次实验使用的激光冲击强化装置为HGLaserCL-2000型马鞍形定位激光强化装置，使用505nm波长、脉冲宽度为1.2ms的激光进行激光冲击强化。
3.实验步骤
将大耕深旋耕刀的刀头样本分别进行激光冲击强化和未处理的对比实验。激光冲击强化参数为：激光功率250W、激光扫描速度500mm/s、重复次数3次、激光脉冲性方式。
利用X射线衍射仪对样本的残余应力分布进行研究。
结果及分析：
实验结果表明，经过激光冲击强化后，大耕深旋耕刀的刀头表面残余应力明显增加，但深部应力降低。未经处理的样本表面残余应力在0~400MPa之间；而激光冲击强化后，样本表面残余应力在1000MPa以上，最大值出现在与激光照射垂直的方向。此外，样本不同深度残余应力受到激光冲击强化程度的影响。刀头的表面和深处余留应力区在使用过程中可能会影响到其耐磨性和切削性能，这需要在使用和维护过程中加以特别关注。
结论：
本实验表明，激光冲击强化技术可以增强大耕深旋耕刀的刀头材料硬度和使用寿命。但是，激光冲击强化过程中会引起刀头表面和深处残余应力的产生，这将会影响到刀头的磨损和特性。因此，在使用过程中需要特别注意刀头的残余应力分布，以延长刀头的使用寿命和性能。