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噴丸強化基本概念 熱處理展-工業爐展-2014第十五屆廣州國際熱處理、工業爐展覽會-中國效果最好的熱處理工業爐展--巨浪展覽—The 15th China(Guangzhou)Int’l Heat Treatment,Industrial Furnace Exhibition
2013年9月23日 |
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1.強化噴丸概念
在了解噴丸強化技術之前，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，有如無數小錘對表面錘擊，因此，金屬零件表面產生極為強烈的塑性形變，使零件表面產生一定厚度的冷作硬化層，稱為表面強化層，此強化層會顯著地提高零件的疲勞強度。 測評強化丸質量有三個基本參數：強度、覆蓋率、表面粗糙度。
2.噴丸強度
影響噴丸強度的工藝參數主要有：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，噴丸的強度就越大。噴丸形成的殘余壓應力可以達到零件材料抗拉強度的60％，殘余壓應力層的深度通常可達0.25mm，最大極限值為１mm左右。噴丸強度需要一定的噴丸時間來保證，經過一定時間，噴丸強度達到飽和后，再延長噴丸時間，強度不再明顯增加。在噴丸強度的阿爾門試驗中，噴丸強度的表征為試片變形的拱高。
3.阿爾門（Almen）試驗
噴丸強度常用N試片（用于有色金屬試驗）、A試片（最常用）、C試片（更高強度）來進行測量， A試片和C試片之間關系為近似3倍關系。如用C試片測得強度為0.15-0.20C mm就相當于0.45-0.60A mm。圖中厚的為C試片，薄的為A試片。
試驗過程中，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，采用與工件相同的工藝進行噴射。噴丸結束，取下試片，測量變形拱高。如圖
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4.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，有人對噴丸覆蓋率常這樣認為：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，然后按工藝參數對工件進行噴丸，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。若達到400％的覆蓋率，就是4倍的該時間。
5.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。在規定的噴丸強度條件下，零件的硬度低于或等于標準試片硬度時，覆蓋率能達到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，達到覆蓋率要求的時間就越短。噴丸強化時，應選擇大小合適的彈丸、噴射角度及距離，使噴丸強度和覆蓋率同時達到要求值。
6.表面粗糙度
由于鋼丸的噴射，對工件表面的粗糙度產生一定的變化。影響表面粗糙度的因素有零件材料的強度和硬度、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，零件材料的強度和表面硬度值越高，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，表面粗糙度值就變小；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小；相反，表面越光滑，噴丸后表面變得粗糙。當對零件進行高強度的噴丸后，深的彈坑不但加大表面粗糙度值，還會形成較大的應力集中，嚴重削弱噴丸強化的效果。
熱處理展-工業爐展-2014第十五屆廣州國際熱處理、工業爐展覽會-中國效果最好的熱處理工業爐展--巨浪展覽—The 15th China(Guangzhou)Int’l Heat Treatment,Industrial Furnace Exhibition
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