关于喷抛丸清理强化交流.doc

关于喷抛丸清理强化交流通过系列喷丸工艺试验及检测分析，优化零件的喷丸强化工艺。根据现有的研究结果，初步结论如下：(1)选择合适的喷丸工艺，表面残余压应力可超过-1000MPa，最大残余压应力超过-1250MPa，残余压应力深度在300μm以上。(2)喷丸表面残余奥氏体几乎全部转化为马氏体，相变深度超过75μm，喷丸可在材料表层获得明显的细化组织结构，深度达75μm以上。(3)表面显微硬度由喷丸前约650增到890HV以上，相当于59HRC增大到66HRC以上，硬化层深度达75μm以上。(4)只要喷丸工艺得当，既可以获得非常有效的表面强化效果，同时又不明显增加零件表面粗糙度，甚至可达到精加工面的程度。(5)由此不难预计，如果齿轮在制造过程中存在轻度磨削烧伤，完全可以通过喷丸强化处理加以弥补。喷丸强化是高速运动（70～90m/s）弹丸冲击靶材（工件）表面的过程．此间表层循环塑性变形过程中材料发生循环硬／软化，导致表层显微组织结构改性（晶粒，亚晶粒以及位错组态等变化）同时引入残余压应力场．循环硬化的组织结构与残余压应力是提高零部件表面完整性（Ｓurface integrity－SＩP）的两个极为重要的因素.（１）表层内获得循环应变硬化的显微组织结构；（２）表层内引入优化的残余压应力场；（３）外表面尽可能获得低的表面粗糙度；只有充分、全面地顾及到上述三个方面，被喷丸强化零部件才能获得最佳的综合强化效果。55Ｃrsi钢喷丸表面循环应变层的硬度（Hv）沿层深（Z）变化的Hv－Z曲线（或剖面）喷丸是利用高速弹丸强烈冲（撞）击工件表面，使之产生形变硬化层并引进残余压应力的一种工艺方法，它广泛应用于弹簧、齿轮、链条、轴、叶片及工模具等。喷丸可以显著提高耐疲劳性能（疲劳磨损、弯曲疲劳、接触疲劳、应力腐蚀疲劳等），其特点如下：? ? （1）材料强度越高，效果越显著，因此尤其适用于工模具；? ? （2）钢铁材料效果优于其他合金；? ? （3）有缺口件的效果高于光滑工件。? ? 1. 喷丸设备? ? 喷丸强化所用设备简单，能耗低，成本低，在工件截面变化处、园角、沟槽、危险断面及焊缝区均可进行。常用的喷丸设备有两类：一类是机械离心式喷丸机，适用于要求喷丸强度高、品种少、批量大、形状简单、尺寸较大的工件；另一类是气动式喷丸机，适用于要求喷丸强度较低、品种多、批量小、形状复杂、尺寸较小的工件。? ? 2. 弹丸? ? 喷丸所用弹丸有铸铁弹丸、钢弹丸、玻璃弹丸等。? ? （1）铸铁弹丸? ? 铸铁弹丸含碳量为2.75～3.60%，直径为d＝0.20～1.50mm，硬度58～65HRC。为提高弹丸韧度，可采用退火处理使之降为30～57HRC。? ? 铸铁弹丸易于破碎，耗损大，应将破碎弹丸及时分离排除，补充新弹丸，否则会影响喷丸质量。? ? （2）钢弹丸? ? 钢弹丸由0.70%C的弹簧钢丝或不锈钢丝切制成段，经磨园加工制成d＝0.40～1.20mm、45～50 HRC最为适宜，弹丸组织以回火马氏体或贝氏体为最佳。? ? （3）玻璃弹丸? ? 玻璃弹丸的应用是近一二十年发展起来的，已在国防工业中获得应用。其直径为d＝0.05～0.40mm、硬度为46～50HRC。? ? 须要强调的是：强化用的弹丸与清理、成型、校形用的弹丸是不同的，必须是园球形，不得有棱角，以免损伤工件表面。一般来说，黑色金属工件可以用上述三种弹丸或玻璃弹丸。? ? 在喷丸过程中，材料表面层及次表面承受剧烈的弹丸冲击，产生形变硬化层，层内产生两种变化：一是在组织结构上，亚晶粒极大地细化，位错密度增高，晶格畸变增大；二是形成了高的宏观残余应力，此外，由于弹丸的冲击使表面粗糙度略有增加，但却使切削加工留下的尖锐刀痕园滑化。喷丸试片　　喷丸试片是喷丸强化技术中质量控制的手段，利用试片在喷丸后产生的弧高值来计量喷丸强度，喷丸试片也叫Almen试片，或弧高度试片，材质为SAE1070，分为3种类型：N，A，C试片，已成为国际标准，标准如下表： 　　标准Almen试片 (SAE J442) 　　规? ? 格型号厚度平面度*硬度 豪米mm豪米mm Almen N 试片N0.787 ± 0.0254±0.0254HRA 72.5-76 Almen A 试片A1.295 ± 0.0254±0.0254HRC 44-50 Almen C 试片C2.388 ± 0.0254±0.0254HRC 44-50 宇航Almen试片(AMS-2432)规? ? 格型号厚度平面度*硬度 豪米mm豪米mm Almen N 试片N0.787 ± 0.0127±0.0127HRA 73-74.5 Almen A 试片A1.295 ± 0.0127±0.0127HRC 45-48 Alm