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喷丸强化是什么意思

作者:跃强机械  分类:新闻资讯  发布:2019-03-08 09:23  阅读:)
摘要:   1. 喷丸强化 喷丸处理也称喷丸强化,是提高零件疲劳寿命的有效方法之一。喷丸处理是将高速弹丸流喷射到工件表面,使工件表层发生塑性变形,形成一定厚度的强化层,强化层内形成较高的残余压应力...

        1.      喷丸强化

   喷丸处理也称喷丸强化,是提高零件疲劳寿命的有效方法之一。喷丸处理是将高速弹丸流喷射到工件表面,使工件表层发生塑性变形,形成一定厚度的强化层,强化层内形成较高的残余压应力,由于工件表面压应力的存在,当工件承受载荷时可以抵消一部份抗应力,从而提高工件的疲劳强度。

喷丸强化是一个冷处理过程,它被广泛用于提高长期服役于高应力工况下的金属零件,如飞机发动机的压缩机叶片、机身结构件、汽车传动系统零件等。

喷丸强化是在一个完全控制的状态下,将无数称为钢丸的小圆形介质高速且连续喷射到零件表面,从而在表面产生一个残余压应力层。当每颗钢丸撞击到金属零件上时,宛如一个微型棒敲打表面,敲击小压痕或凹陷时,金属表面会产生拉伸。表层下,压缩的晶粒试图将表面恢复到原来形状,从而产生一下高度压缩力作用下的半球凹痕,无数凹陷重叠形成均匀的残余压应力层。最终,零件在压应力层保护下,极大程度地改善了抗疲劳强度,延长了工件寿命。



2.      喷丸处理基本参数


2.1喷丸强度

影响喷丸强度的工艺参数主要有:喷丸直径、喷丸流速度、喷丸流量、喷丸时间等。喷丸直径越大,速度越快,喷丸与工件碰撞的动量越大,喷丸的强度就越大。喷丸形成的残余压应力可以达到零件材料抗拉强度的60%,残余压应力层的深度通度可达0.25mm,最大极限值为1mm左右。喷丸强度需要一定的喷丸时间来保证,经过一定时间,喷丸强度达到饱和后,再延长喷丸时间,强度不再明显增加。在喷丸强度的阿尔门(Almen)试验中,喷丸强度的表征为度片变形的拱高(即弧高值)。

在阿尔门度验中,喷丸强度常用N试片(用于有色金属试验)、A试片(最常用)、C试片(更高强度)来进行测量,A试片和C试片之间关系近似三倍的关系。如用C试片测得强度为0.150.20mm,就相当于A试片的0.450.60mm。试验过程中,先测量试片原有变形,然后将卡好该试片的工装置于喷丸机内,采用与工件相同的工艺进行喷射。喷丸结束,取下试片,测量变形拱高。


2.2喷丸覆盖率覆盖率的测量:在工件表面涂上一层彩釉或光釉,然后按工艺参数对工件进行喷丸,工件表面喷丸一遍后将工件取出,在显微镜(放大镜)下观察残留涂层在表面所占的比例,如残留20%,则喷丸覆盖率为80%。当残留只有2%,即覆盖率为98%,可视为全部清除,即覆盖率为100%,此时就有一个所需的时间。若达到400%的覆盖率,就需要所需时间的四倍。

影响覆盖率的因素有零件材料硬度、喷丸直径、喷射角度和距离、喷丸时间等。在规定的喷丸强度条件下,零件的硬度低于标准试片硬度时,覆盖率能达到100%;反之,覆盖率会下降。在相同的喷丸流量下,喷嘴与工件的距离越长、喷射的角度越小、喷丸直径越小,达到覆盖率要求的时间就越短。喷丸强化时,应选择大小合适的喷丸、喷射角度及距离,使喷丸强度和覆盖率同时达到要求值。


2.3工件表面粗糙度

影响表面粗糙度的因素有零件材料的强度和硬度、喷丸直径、喷射的角度和速度、零件的原始表面粗糙度。

在其他条件相同的情况下,零件材料的强度和表面硬度值越高,塑性变形越困难,弹坑越浅,表面粗糙度值越小;喷丸的直径越小,速度越慢,弹坑就越浅,表面粗糙度值就变小;喷射的角度大,喷丸速度的法向分量越小,冲击力越小,弹坑越浅,喷丸的切向速度越大,喷丸对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响因素之一,原始表面越粗糙,喷丸后表面粗糙度值降低越小;相反,表面越光滑,喷丸后表面变得越粗糙。当对零件进行高强度喷丸后,深的弹坑不但加大表面粗糙度值,还会形成较大的应力集中,严重削弱喷丸强化的效果

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