在深滾壓加工過程中，滾柱或滾球以設(shè)定的力壓在零件表面并在表面上滾動。滾壓元件與表面之間的高表面壓力會導(dǎo)致表面變形，并對零件邊緣區(qū)域的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。

深滾壓工藝能夠在零件邊緣區(qū)域引入深度達(dá) 1-2 毫米的殘余壓應(yīng)力，這一深度明顯大于噴丸處理所能達(dá)到的深度。這些應(yīng)力變化會抵消機(jī)械載荷下的裂紋擴(kuò)展，從而提高零件的動態(tài)強(qiáng)度。

此外，深滾壓還能強(qiáng)化微觀結(jié)構(gòu)，提高表面硬度，例如可減少零件的磨粒磨損。顯微硬度測量顯示，硬度可提升 10%-30%。

這對您的零件意味著什么：
深滾壓不僅能使表面光潔度提升至 95%，還能引入殘余壓應(yīng)力，增加硬度，從而顯著延長零件的使用壽命。

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深滾壓工藝的詳細(xì)工作原理
深滾壓與滾光、機(jī)械錘擊噴丸和噴丸處理一樣，都屬于機(jī)械表面處理工藝。當(dāng)需要將表面和邊緣區(qū)域的性能調(diào)整到預(yù)定目標(biāo)值以提高零件質(zhì)量或性能時，就會用到這些工藝。與該類別中的其他工藝相同，深滾壓通過機(jī)械應(yīng)力使表面發(fā)生局部塑性變形。

圖：冷成形

和滾光工藝類似，深滾壓時，滾壓元件以預(yù)定的力壓在零件表面。滾壓元件在整個表面移動，對整個零件產(chǎn)生積極影響。滾壓元件與表面之間的局部接觸壓力會使表面的粗糙峰發(fā)生塑性變形。這種變形通常在表面以下 0.2-1 毫米的深度仍能顯現(xiàn)，并對邊緣區(qū)域產(chǎn)生影響。加工過程中表面區(qū)域產(chǎn)生的局部應(yīng)力會引入殘余壓應(yīng)力，提高表面硬度并使表面發(fā)生應(yīng)變硬化。

圖：深滾壓的效果

正是這種對邊緣區(qū)域的刻意影響，使深滾壓有別于滾光工藝。滾光工藝的目的是獲得盡可能光滑的表面，邊緣區(qū)域的硬化只是一個積極的副作用。而深滾壓則恰恰相反，表面粗糙度的降低只是一個副作用，其目標(biāo)是使邊緣區(qū)域達(dá)到特定的狀態(tài)。因此，深滾壓的工藝要求高于滾光。必須提前明確設(shè)定工藝參數(shù)，并精確監(jiān)控相應(yīng)的滾壓參數(shù)。通常情況下，若不對零件進(jìn)行破壞性測試，就無法檢測邊緣區(qū)域狀態(tài)的差異，因此工藝控制必須更為精確。為此，新型智能工具（如 ECOROLL AG 公司的 ECOsense 工具）能夠在加工過程中監(jiān)控關(guān)鍵變量 “滾壓力"，并即時檢測誤差。

圖：深滾壓對使用壽命的影響

深滾壓的積極效果在承受動態(tài)應(yīng)力的零件上表現(xiàn)得尤為明顯。文獻(xiàn)中有大量證據(jù)表明，經(jīng)過深滾壓處理的零件，其疲勞強(qiáng)度相較于未滾壓處理的零件有顯著提高。通過這種簡單且高效的工藝，零件的使用壽命可延長 2 至 5 倍。因此，特別是在需要提高資源效率的當(dāng)下，深滾壓是一種 合理性的工藝，因?yàn)樗屎芨撸瑫r成本相對較低。通過這種工藝對零件進(jìn)行處理后，零件能夠承受更大的載荷，且使用壽命更長。因此，可以使用更廉價的材料或更少的材料（即輕量化結(jié)構(gòu)）。這些效果帶來的益處有助于降低許多不同行業(yè)中零件的碳足跡。

與滾光工藝一樣，深滾壓可在常規(guī)車床和銑床上進(jìn)行。根據(jù)待加工零件的幾何形狀，會設(shè)計(jì)專用工具來執(zhí)行所需的加工操作。與其他硬化工藝（如噴丸處理或機(jī)械錘擊噴丸）相比，深滾壓在許多方面都具有優(yōu)勢。例如，深滾壓中殘余應(yīng)力的滲透深度明顯大于噴丸處理。原因很簡單，滾壓元件的尺寸大于噴丸材料的尺寸。這會在零件上形成更大的接觸面積，進(jìn)而使應(yīng)力的滲透深度更大。

深滾壓的應(yīng)用實(shí)例

輪緣深滾壓
輪轂深滾壓
轉(zhuǎn)向節(jié)深滾壓
轉(zhuǎn)向桿深滾壓
輪輞深滾壓（半徑輪廓）
輪輞深滾壓（軸承孔）
拉伸螺栓深滾壓
高強(qiáng)度螺栓深滾壓
鐵路車軸深滾壓
API 錐螺紋深滾壓