課件：噴丸強化工藝講解

噴丸強化工藝《航空發(fā)動機修理技術》航空維修工程學院噴丸強化工藝的簡介與概述噴丸強化是借助于高速運動的彈丸流，使材料或零件表層發(fā)生彈塑性變形，在表層產生殘余壓應力，從而提高抗疲勞與抗應力腐蝕開裂等使用性能，改善零件表面完整性的形變強化改性工藝技術。噴丸強化工藝的簡介與概述噴丸強化是一個冷處理過程。它具有效率高、成本低、強化效果明顯等特點，故在航空工業(yè)中得到愈來愈廣泛的應用。噴丸強化工藝已經廣泛用于飛機結構零部件、系統(tǒng)零部件和發(fā)動機零部件的制造、維修等工作中。噴丸機工作原理如圖2.10所示。圖2.10噴丸機工作原理圖常用噴丸強化的專用術語1.殘余應力(ResidualStress)：在無外加應力的作用下，存在物體內部并自身平衡的應力。2.弧高度試片(ArcHeightStrip)/阿爾門試片(AlmenStrip)：用來間接測試噴丸強化過程中沖擊能量大小的試片，依據(jù)厚度的大小分為N、A、C三種。噴丸阿爾門試片及弧高度測量儀如圖2.11所示。圖2.11噴丸阿爾門試片常用噴丸強化的專用術語3.孤高度(ArcHeight)：弧高度是試片在彈丸的沖擊下表面層發(fā)生塑性流變，導致試片向噴丸面呈球面狀彎曲，取一平面作為基準面切入變形球面內，該基準面至球面最高點的距離。圖2.12弧高度測量儀及測量過程常用噴丸強化的專用術語

4.孤高度曲線(ArcHeightCurve)：在其他噴丸強化工藝參數(shù)不變的條件下，同一類型的孤高度試片，分別按不同的時間(或噴丸次數(shù))進行噴丸，由此獲得一組弧高度值隨噴丸時間(或噴丸次數(shù))變化的數(shù)據(jù)，由該組數(shù)據(jù)來繪制的弧高度與時間的關系。噴丸強化弧高度曲線T1T2常用噴丸強化的專用術語5.噴丸強度(ShotPeeningIntensity)：任何一組噴丸強化工藝參數(shù)下的弧髙度曲線上在飽和點(準飽和點)時的弧高度。過此飽和點，弧高度值隨時間的增加而緩慢增高。常用噴丸強化的專用術語

6.表面覆蓋率(SurfaceCoverage)陶瓷彈丸鑄鋼丸7.噴丸介質：噴丸強化工藝彈丸的選擇原則依據(jù)零件的材料、結構特征和噴丸強度等選擇彈丸，主要原則如下：對材料強度σb≥1600MPa的零件，宜采用硬度高于55HRC的彈丸。對無污染要求的零件，可采用鑄鋼彈丸或切制鋼絲鋼丸。噴丸強化工藝彈丸的選擇原則依據(jù)零件的材料、結構特征和噴丸強度等選擇彈丸，主要原則如下：對鋁合金、鈦合金、高溫合金、鋁基復合材料等零件，宜采用陶瓷彈丸或玻璃彈丸；若采用鑄鋼彈丸或切制鋼絲彈丸，噴丸后應進行清理。對薄壁低強度零件，宜釆用玻璃彈丸或陶瓷彈丸。噴丸強化工藝彈丸的選擇原則依據(jù)零件的材料、結構特征和噴丸強度等選擇彈丸，主要原則如下：對于圓角的噴丸，彈丸直徑尺寸應小于噴丸區(qū)內最小圓角半徑的1/2。對于鍵槽的噴丸，彈丸直徑尺寸應小于鍵槽寬度的1/4。達到同樣噴丸強度要求的前提下，宜選用較大尺寸的彈丸。噴丸強化工藝噴丸設備及工藝流程噴丸設備按自動控制程度分為自動控制(數(shù)控)噴丸機、機械控制(半自動)噴丸機和手工控制噴丸機三種。除對零件進行補噴時可采用手工控制噴丸機外，若圖樣上沒有專門說明時，則宜釆用自動控制或機械控制噴丸機。圖2.10自動噴丸機噴丸強化工藝噴丸設備及工藝流程噴丸前的檢查與準備噴丸前對非噴丸區(qū)的保護噴丸工藝參數(shù)的確定模擬件的試噴零件的噴丸噴丸后的清理圖2.14噴丸強化工藝流程圖噴丸強化工藝噴丸后處理要求通常情況下，噴丸后的零件表面不允許以任何方式進行表面去層加工。當噴丸后的零件表面因配合裝配或表面處理工序等要求而需要進行表面切削加工時，只允許釆用布磨或研磨去層。去層深度不應超過殘余壓應力層深度或噴丸強度的1/10~1/5;噴丸強化工藝噴丸后處理要求對于鋁合金、鈦合金及抗拉強度低于1400MPa的結構鋼，去層深度應不超過1/5；對于高強度鋼則不應超過1/10。對于抗拉強度超過1400MPa的結構鋼，去層深度應不超過l/10。對于燃氣渦輪發(fā)動機葉片，只允許釆用振動光飾去層。噴丸強化工藝噴丸后處理要求不允許采用噴丸以外的其他機械方法對噴丸強化件進行校形；當機械校形不可避免時，校形后應重新噴丸。對于高溫合金零件（如壓氣機葉片、壓氣機盤、渦輪葉片、渦輪盤