把超聲振動引入常規擠壓過程,其工藝效果明顯改善,主要表現在以下幾個方面[8,16]:
(1) 表面粗糙度降低。超聲振動擠壓強化工藝是一種光整工藝方法,最明顯的效果之一是工件表面粗糙度顯著降低,降低的程度與工具頭表面粗糙度和工件的原始粗糙度有關。表面粗糙度降低對零件接觸面的耐磨性,防止零件表面應力集中,提高其疲勞強度都有好處。
圖1是采用北京交通大學數字化制造技術與裝備研究所和濟南山科數控設備有限公司聯合開發的SK-MC20型超聲擠壓強化系統加工的部分試樣。圖2是超聲強化前后不銹鋼材料表面粗糙度對比。可以看出,超聲強化后的效果非常明顯,超聲強化后表面粗糙度大大降低(由超聲強化前的Ra0.402mm降為Ra0.022mm)。
液壓件、閥門等行業的關鍵核心零件要求表面粗糙度達到Ra值0.4um以下,個別的要求達到Ra值0.1um以下的鏡面效果,以達到耐磨、延長使用壽命、密封性強、抗疲勞、抗腐蝕、標準化、配合性、提高整機性能等目的。這些零件采用通常的加工技術不僅投入大,且使表面粗糙度達到Ra值0.4um以下是非常困難且效率很慢,如果同時遇到較難加工的金屬材料,那就困難重重。所以,現在的機械設計和加工中對高表面粗糙度的要求都因加工技術和設備達不到而放棄、降低設計標準,因而,也難以制造出高精密的機械零件和整機。
目前,超聲納米金屬鏡面加工裝置已成功應用于車床、銑床、磨床、刨床和鏜床等多種機床上,并取得了很好的應用效果。

超聲振動擠壓強化裝置[17]由超聲波發生器、換能器、變幅桿和強化工具頭等幾部分組成。超聲波發生器將普通交流電變成有一定功率輸出的超聲頻電振蕩,以提供振動能量;換能器把這種電振蕩轉化為同頻率的機械振動;與換能器焊接在一起的變幅桿,可將換能器的振幅放大,同時使超聲振動能量集中傳給工具頭,使其完成擠壓強化過程。從變形金屬與超聲系統的關系看,有開式及閉式超聲系統之分。在開式超聲系統中,坯料或部份模具的尺寸可任意選擇,即不必慮與整個系統的共振。這類系統僅適用于在靜應力很小的情況下擠壓變形杭力小的高塑性金屬或溫熱擠壓。當然,亦可用于擠壓截面尺寸較小的制品。閉式超聲系統能有效地利用超聲能,可在較高的擠壓力下工作,因而獲得了廣泛的應用。