噴丸強(qiáng)化工藝

1、噴丸強(qiáng)化工藝與應(yīng)用噴丸強(qiáng)化基本概念1什.么叫強(qiáng)化噴丸呢?下面說說它的概念.在了解噴丸強(qiáng)化技術(shù)之前，我們有必要將拋丸、噴砂、噴丸的三個容易混淆的概念解釋一下。這三個概念其實就四個字：噴、拋、丸、砂，其中，噴拋是工藝方法，丸砂是使用的材料。噴，是用高壓空氣將丸、砂吹到工件的表面，拋是用高速旋轉(zhuǎn)的葉片拋射到工件表面，丸用的是鋼丸，砂用的是石英砂等。噴丸過程就是將大量彈丸噴射到零件表面上的過程，有如無數(shù)小錘對表面錘擊，因此，金屬零件表面產(chǎn)生極為強(qiáng)烈的塑性形變，使零件表面產(chǎn)生一定厚度的冷作硬化層，稱為表面強(qiáng)化層，此強(qiáng)化層會顯著地提高零件的疲勞強(qiáng)度。測評強(qiáng)化丸質(zhì)量有三個基本參數(shù)：強(qiáng)度、覆蓋率、表面粗糙度。

2、2.噴丸強(qiáng)度影響噴丸強(qiáng)度的工藝參數(shù)主要有：彈丸直徑、彈流速度、彈丸流量、噴丸時間等。彈丸直徑越大，速度越快，彈丸與工件碰撞的動量越大，噴丸的強(qiáng)度就越大。噴丸形成的殘余壓應(yīng)力可以達(dá)到零件材料抗拉強(qiáng)度的,殘余壓應(yīng)力層的深度通?？蛇_(dá)5最大極限值為1左右。噴丸強(qiáng)度需要一定的噴丸時間來保證，經(jīng)過一定時間，噴丸強(qiáng)度達(dá)到飽和后，再延長噴丸時間,強(qiáng)度不再明顯增加。在噴丸強(qiáng)度的阿爾門試驗中,噴丸強(qiáng)度的表征為試片變形的拱高。阿爾門（）試驗噴丸強(qiáng)度常用試片（用于有色金屬試驗）、試片（最常用）、試片（更高強(qiáng)度）來進(jìn)行測量，試片和試片之間關(guān)系為近似倍關(guān)系。如用試片測得強(qiáng)度為就相當(dāng)于。圖中厚的為試片，薄的為試片。試驗過程

3、中，先測量試片原有變形，然后將卡好該試片的工裝置于噴丸箱內(nèi)，采用與工件相同的工藝進(jìn)行噴射。噴丸結(jié)束，取下試片，測量變形拱高。噴丸覆蓋率覆蓋率是指工件上每一個點被鋼丸打到的次數(shù)，有人對噴丸覆蓋率常這樣認(rèn)為：我的噴嘴1上1下噴工件2遍，不就可以滿足200的覆蓋率了嗎？乍一聽覺得有道理，其實不是這樣的。覆蓋率的測量是這樣的：先在工件表面涂上一層彩釉或螢光釉，然后按工藝參數(shù)對工件進(jìn)行噴丸，每噴表面一遍將工件取出，在顯微鏡（放大鏡）下觀察所殘留的涂層在表面所占的比例，如還有20殘留，則覆蓋率為80。當(dāng)殘留只有2，即覆蓋率為98時，可視為全部清除，即覆蓋率為100，此時就有一個時間。若達(dá)到400的覆蓋率，

4、就是4倍的該時間。覆蓋率的影響因素影響覆蓋率的因素有零件材料硬度、彈丸直徑、噴射角度和距離、噴丸時間等。在規(guī)定的噴丸強(qiáng)度條件下，零件的硬度低于或等于標(biāo)準(zhǔn)試片硬度時，覆蓋率能達(dá)到100；反之，覆蓋率會下降。在相同的彈丸流量下，噴嘴與工件的距離越長、噴射的角度越小、彈丸直徑越小，達(dá)到覆蓋率要求的時間就越短。噴丸強(qiáng)化時，應(yīng)選擇大小合適的彈丸、噴射角度及距離，使噴丸強(qiáng)度和覆蓋率同時達(dá)到要求值。來源于材料網(wǎng)表面粗糙度由于鋼丸的噴射，對工件表面的粗糙度產(chǎn)生一定的變化。影響表面粗糙度的因素有零件材料的強(qiáng)度和硬度、彈丸直徑、噴射的角度和速度、零件的原始表面粗糙度。在其他條件相同的情況下，零件材料的強(qiáng)度和表面硬

5、度值越高，塑性變形越困難，彈坑越淺，表面粗糙度值越小；彈丸的直徑越小，速度越慢，彈坑就越淺，表面粗糙度值就變?。粐娚涞慕嵌却?，彈丸速度的法向分量越小，沖擊力越小，彈坑越淺，彈丸的切向速度越大，彈丸對表面的研磨作用就越大，表面粗糙度值就越?。涣慵脑急砻娲植诙纫彩怯绊懸蛩刂?，原始表面越粗糙，噴丸后表面粗糙度值降低越小；相反，表面越光滑，噴丸后表面變得粗糙。當(dāng)對零件進(jìn)行高強(qiáng)度的噴丸后，深的彈坑不但加大表面粗糙度值，還會形成較大的應(yīng)力集中，嚴(yán)重削弱噴丸強(qiáng)化的效果。噴丸強(qiáng)化的效果和質(zhì)量的表征指標(biāo)主要有噴丸的強(qiáng)度、覆蓋率和噴丸后零件的表面粗糙度值，每一項指標(biāo)都受多項工藝參數(shù)的影響。影響噴丸強(qiáng)度的工藝

6、參數(shù)主要有：彈丸直徑、彈流速度、彈丸流量、噴丸時間等。彈丸直徑越大，速度越快，彈丸與工件碰撞的動量越大，噴丸的強(qiáng)度就越大。噴丸形成的殘余壓應(yīng)力可以達(dá)到零件材料抗拉強(qiáng)度的,殘余壓應(yīng)力層的深度通?？蛇_(dá)5最大極限值為1左右。噴丸強(qiáng)度需要一定的噴丸時間來保證，經(jīng)過一定時間，噴丸強(qiáng)度達(dá)到飽和后,再延長噴丸時間,強(qiáng)度不再明顯增加。在噴丸強(qiáng)度的阿爾曼試驗中,噴丸強(qiáng)度的表征為試片變形的拱咼。影響覆蓋率的因素有零件材料硬度、彈丸直徑、噴射角度和距離、噴丸時間等。在規(guī)定的噴丸強(qiáng)度條件下，零件的硬度低于或等于標(biāo)準(zhǔn)試片硬度時，覆蓋率能達(dá)到100；反之，覆蓋率會下降。在相同的彈丸流量下，噴嘴與工件的距離越長、噴射的角度

7、越小、彈丸直徑越小，達(dá)到覆蓋率要求的時間就越短。噴丸強(qiáng)化時，應(yīng)選擇大小合適的彈丸、噴射角度及距離，使噴丸強(qiáng)度和覆蓋率同時達(dá)到要求值。影響表面粗糙度的因素有零件材料的強(qiáng)度和硬度、彈丸直徑、噴射的角度和速度、零件的原始表面粗糙度。在其他條件相同的情況下，零件材料的強(qiáng)度和表面硬度值越咼，塑性變形越困難，彈坑越淺，表面粗糙度值越??；彈丸的直徑越小，速度越慢，彈坑就越淺，表面粗糙度值就變??；噴射的角度大，彈丸速度的法向分量越小，沖擊力越小，彈坑越淺，彈丸的切向速度越大，彈丸對表面的研磨作用就越大，表面粗糙度值就越小；零件的原始表面粗糙度也是影響因素之一，原始表面越粗糙，噴丸后表面粗糙度值降低越?。幌喾?，

8、表面越光滑，噴丸后表面變得粗糙。當(dāng)對零件進(jìn)行咼強(qiáng)度的噴丸后，深的彈坑不但加大表面粗糙度值，還會形成較大的應(yīng)力集中，嚴(yán)重削弱噴丸強(qiáng)化的效果。噴丸強(qiáng)化的工業(yè)應(yīng)用噴丸強(qiáng)化工藝適應(yīng)性較廣；工藝簡單、操作方便；生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，強(qiáng)化效果明顯。近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)發(fā)展，帶有信息反饋監(jiān)控的噴丸技術(shù)已在實際生產(chǎn)中得到應(yīng)用，使強(qiáng)化的質(zhì)量得到了進(jìn)一步提咼。目前噴丸強(qiáng)化不僅用于汽車工業(yè)領(lǐng)域的彈簧、連桿、曲軸、齒輪、搖臂、凸輪軸等承受交變載荷的部件，還廣泛用于其他工業(yè)領(lǐng)域。如噴丸強(qiáng)化可以提咼電鍍零件的疲勞強(qiáng)度和結(jié)合力；各種合金鋼經(jīng)過任何一種電鍍處理后，一般均會導(dǎo)致疲勞強(qiáng)度下降1060，而噴丸強(qiáng)化則可有效提咼疲

9、勞強(qiáng)度，同時還可以增加電鍍層的結(jié)合力，防止起泡。表面噴丸可提高緊固件品質(zhì)根據(jù)統(tǒng)計，緊固件斷裂失效模式中，疲勞失效約占總數(shù)的所以在歷史上已廣為采用的調(diào)質(zhì)、滲碳、表面處理，通過改變材料的組織來達(dá)到改善疲勞性能（包括應(yīng)力腐蝕性能）的目的。當(dāng)今，表面噴丸強(qiáng)化工藝，已經(jīng)采用在螺栓、螺釘?shù)臈U部，使用最多、適應(yīng)性也廣，成本也低廉。噴丸是彈丸流不斷撞擊緊固件表面材料，由此使表層（深度約）材料發(fā)生循環(huán)塑性變形的過程。經(jīng)受循環(huán)塑性變形的表層隨材料的不同將發(fā)生以下一種或幾種變化：表層內(nèi)形成殘余壓應(yīng)力場；表層材料的亞結(jié)構(gòu)（亞晶粒）尺寸和點陣畸變的變化；塑變誘導(dǎo)相變；塑變層內(nèi)材料密度的變化。噴丸循環(huán)塑性變形引入材料表層的殘余壓應(yīng)力場，與外施交變應(yīng)力的拉應(yīng)力在同一截面疊加后，使材料承受的最大拉應(yīng)力由表面移至亞表面位置。表面未噴丸強(qiáng)化試樣的疲勞裂紋萌生于外表面，而經(jīng)過噴丸表面形變強(qiáng)化的疲勞裂紋萌生于次表層。理論分析證實，形變殘余應(yīng)力使疲勞裂紋