拋丸機(jī)行業(yè)的發(fā)展和演變---數(shù)控噴丸強(qiáng)化是一項拋丸機(jī)行業(yè)領(lǐng)先的新型技術(shù),更能有效的解決拋丸清理上的一系列疑難雜件,一種行業(yè)領(lǐng)先科技智能的拋丸機(jī)!
噴丸分類:噴丸按應(yīng)用范圍常分為三種類型、1.清理噴丸、2.強(qiáng)力噴丸(噴丸強(qiáng)化)、3.噴丸成形,噴丸強(qiáng)化是一項非常傳統(tǒng)的表面強(qiáng)化技術(shù),原理是:借助高速運(yùn)動的彈丸沖擊工件表面,使其發(fā)生彈塑性變形,從而產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力、加工硬化等有利變化,以提高零件的彎曲/扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度和改善應(yīng)力腐蝕開裂性能。
噴丸強(qiáng)化是一個冷處理過程,即無數(shù)個小圓形鋼丸連續(xù)捶打零件表面,每顆鋼丸撞擊金屬零件上,如一個微型棒捶敲打表面,捶出小壓痕或凹陷。為形成凹陷,金屬表層必定會產(chǎn)生拉伸。表層下,壓縮的晶粒試圖將表面恢復(fù)到原來形狀,從而產(chǎn)生一個高度壓縮力作用下的半球。無數(shù)凹陷重疊形成均勻的殘余壓應(yīng)力層。
可以想象,在一個壓應(yīng)力區(qū)域,裂紋是難以形成或延展。由于幾乎所有的疲勞和應(yīng)力腐蝕失效都發(fā)生在零件表面或靠近表面的地方,因而通過噴丸強(qiáng)化導(dǎo)入壓應(yīng)力可顯著地延長零件壽命。強(qiáng)化產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力強(qiáng)度必須達(dá)到該零件材料的拉力強(qiáng)度一半。
很多金屬疲勞失效的元兇是拉應(yīng)力。這些拉應(yīng)力產(chǎn)生是由于外部施加的交變載荷或生產(chǎn)過程如焊接、研磨、機(jī)加工形成的殘余應(yīng)力。拉應(yīng)力試圖將零件表面拉伸或拉 扯,最終導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。而壓應(yīng)力擠壓表層處的晶粒,使該區(qū)域的晶粒結(jié)構(gòu)夯實、緊固地結(jié)合在一起,從而極大地延緩疲勞裂紋的形成。壓應(yīng)力層下,細(xì)紋延展緩 慢,因此增加壓應(yīng)力層深度,能有效抑制裂紋發(fā)生和發(fā)展。
應(yīng)用領(lǐng)域
其他領(lǐng)域 噴丸強(qiáng)化技術(shù)還應(yīng)用于工程機(jī)械(活塞/釬頭)、采礦機(jī)械、石油化工天然氣、城市供氣供熱、醫(yī)療設(shè)備、海洋工程與海上石油開采、大型和特殊性能船舶與艦艇、電站設(shè)備、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域。 |
噴丸強(qiáng)化三要素
噴丸強(qiáng)化三要素分為:1、噴丸強(qiáng)化設(shè)備及其附件,2、介質(zhì):各種類型的彈丸,3、工藝:噴丸強(qiáng)化參數(shù)、與疲勞強(qiáng)度的關(guān)系;
一、噴丸強(qiáng)化設(shè)備:(1)氣力式噴丸機(jī)適合零件品種繁多且每種產(chǎn)品產(chǎn)量較低和零件品種雖少但形狀復(fù)雜;
(2)機(jī)械離心力噴丸機(jī)適合零件品種少而每種的產(chǎn)量大和零件尺寸較大且形狀簡單。
二、噴丸介質(zhì):噴丸強(qiáng)化用的彈丸通常有以下幾種:鑄鐵丸、鑄鋼丸、不銹鋼丸、鋼絲切丸、玻璃丸、陶瓷丸、鎳基合金彈丸等。
彈丸質(zhì)量要求
1、噴丸用的彈丸幾何形狀應(yīng)是球形,切忌帶尖棱角。此外,為避免沖擊過程中的大量破碎,彈丸必須具備一定的沖擊韌性。
2、噴丸機(jī)內(nèi)循環(huán)使用的彈丸總量,其中符合實際尺寸的彈丸重量應(yīng)占80%以上。
彈丸選擇原則
1、黑色金屬零件可選用任何種類的彈丸。
2、有色金屬及不銹鋼零件推薦選用玻璃彈丸或不銹鋼彈丸。如用鑄鐵、鑄鋼或鋼彈丸,則噴丸后立即清洗,以便防止零件表面產(chǎn)生點(diǎn)化學(xué)腐蝕。
3、對表面光度及形位公差嚴(yán)格要求(或非配合表面)的大型零件,可采用較大尺寸的彈丸以獲得較高的噴丸強(qiáng)度;對表面光度要求較高的零件(包括配合表面),應(yīng)采用較小尺寸的彈丸。這樣,在獲得規(guī)定噴丸強(qiáng)度的同時,也能達(dá)到規(guī)定的光度要求; 帶有內(nèi)外圓角、溝槽的零件,彈丸直徑應(yīng)小于內(nèi)外圓角半徑和溝槽寬度的一半。
影響噴丸強(qiáng)化工藝參數(shù):彈丸材料、彈丸尺寸、彈丸硬度、彈丸速度、彈丸流量、噴射角度、噴射時間、離心輪至零件表面的距離。
強(qiáng)度控制
噴丸強(qiáng)化強(qiáng)度代表的是丸流噴打產(chǎn)生的能量。它是強(qiáng)化工藝中一個非常重要的參數(shù)指標(biāo),是確保強(qiáng)化生產(chǎn)可重復(fù)性的關(guān)鍵因素。丸流噴射在零件表面所產(chǎn)生能量大小與形成的壓應(yīng)力水平直接相關(guān)。使用較大尺寸丸料和/或增加丸流速度,都會增加噴丸強(qiáng)度。除此外,噴射角度和使用的丸料也會影響強(qiáng)化強(qiáng)度。
強(qiáng)化強(qiáng)度可用阿爾門試片測量,阿爾門試片是由一片標(biāo)準(zhǔn)的SAE1070彈簧鋼,對其一面進(jìn)行拋/拋丸/噴丸強(qiáng)化,由此在其表面產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力會讓該試片向被強(qiáng)化的一面彎曲或弧形凸起。阿爾門試片的弧形高度(即弧高值)代表的是丸流噴打強(qiáng)度,這個弧高值得取得是可重復(fù)性的。
覆蓋率
要取得高質(zhì)量的強(qiáng)化結(jié)果,必須確保達(dá)到完全強(qiáng)化覆蓋率要求。覆蓋率測量的是零件表面被丸流噴打形成小凹痕覆蓋的面積。覆蓋率不可低于98%,因為如不達(dá)到100%,應(yīng)力腐蝕和疲勞裂紋就會在未被強(qiáng)化到,未被導(dǎo)入殘余壓應(yīng)力的地方發(fā)生并衍展開,最后仍有可能導(dǎo)致零件的斷裂失效。
如果要求的覆蓋率超過100%(如150%,200%),那就要求強(qiáng)化時間成比率的增加。例如,要對到200%覆蓋率,強(qiáng)化時間將是100%覆蓋率強(qiáng)化時間的2倍。