喷丸强化工艺技术.docx

喷丸强化工艺技术存L强化喷丸概念在了解喷丸强化技术之前，有必要将抛丸、喷砂、喷丸的三个简单混淆的概念解释一 下。这三个概念其实就四个字：喷、抛、丸、砂，其中，喷抛是工艺方法，丸砂是使用的 材料。喷，是用高压空气将丸、砂吹到工件的表面，抛是用高速旋转的叶片抛射到工件表 面，丸用的是钢丸，砂用的是石英砂等。喷丸过程就是将大量弹丸喷射到零件表面上的过程，有如很多小锤对表面锤击，因此, 金属零件表面产生极为剧烈的塑性形变，使零件表面产生肯定厚度的冷作硬化层，称为表 面强化层，此强化层会显著地提高零件的疲惫强度。测评强化丸质量有三个基本参数：强 度、掩盖率、表面粗糙度。2 .喷丸强度影响喷丸强度的工艺参数主要有：弹丸直径、弹流速度、弹丸流量、喷丸时间等。弹 丸直径越大，速度越快，弹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常可达0.25mm，最 大极限值为1mm左右。喷丸强度需要肯定的喷丸时间来保证，经过肯定时间,喷丸强度 达到颗口后，再延长喷丸时间，强度不再明显增加。在喷丸强度的阿尔门试验中，喷丸强 度的表征为试片变形的拱高。3 .阿尔门（Almen ）试验喷丸强度常用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试片之间关系为近似3倍关系。如用C试片测得强度为 就相当于。图中厚的为C试片,薄的为A试片。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箱内，采纳与 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。4 .喷丸掩盖率掩盖率是指工件上每一个点被钢丸打到的次数，有人对喷丸掩盖率常这样认为：我的 喷嘴1上1下喷工件2遍，不就可以满意200%的掩盖率了吗？乍一听觉得有道理，其实 不是这样的。掩盖率的测量是这样的：先在工件表面涂上一层彩釉或萤光釉，然后按工艺参数对工 件进行喷丸，每喷表面一遍将工件取出，在显微镜（放大镜）下观看所残留的涂层在表面 所占的比例，如还有20%残留,则掩盖率为80%。当残留只有2% ,即掩盖率为98%时, 可视为全部清除，即掩盖率为100% ,此时就有一个时间。若达到400%的掩盖率，就是 4倍的该时间。5 .掩盖率的影响因素影响掩盖率的因素有零件材料硬度、弹丸直径、喷射角度和距离、喷丸时间等。在规 定的喷丸强度条件下，零件的硬度低于或等于标准试片硬度时，掩盖率能达到100% ；反 之，掩盖率会下降。在相同的弹丸流量下，喷嘴与工件的距离越长、喷射的角度越小、弹 丸直径越小，达到掩盖率要求的时间就越短。喷丸强化时，应选择大小合适的弹丸、喷射 角度及距离，使喷丸强度和掩盖率同时达到要求值。6 .表面粗糙度由于钢丸的喷射，对工件表面的粗糙度产生肯定的变化。影响表面粗糙度的因素有零 件材料的强度和硬度、弹丸直径、喷射的角度和速度、零件的原始表面粗糙度。在其他条 件相同的状况下，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；弹丸的直径越小，速度越慢，弹坑就越浅，表面粗糙度值就变小；喷射的 角度大，弹丸速度的法向重量越小，冲击力越小，弹坑越浅，弹丸的切向速度越大，弹丸 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 得粗糙。当对零件进行高强度的喷丸后，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，严峻减喷丸强化的效果。