躍強(qiáng)噴丸強(qiáng)化和拋丸強(qiáng)化的區(qū)別
一,、 噴丸和拋丸最高速度區(qū)別表
1.噴丸強(qiáng)化不同工作壓力下磨料速度:
工作氣壓(MPa) | 0.49 | 0.55 | 0.58 | 0.60 | 0.63 | 0.67 | 0.7 |
磨料速度(m/s) | 84.2 | 93.7 | 120.7 | 147.6 | 163.1 | 178.7 | 187.7 |
2.拋丸強(qiáng)化最大磨料速度:
拋丸器型號(hào) | 葉輪直徑 | 葉輪轉(zhuǎn)速 | 葉片寬度 | 電機(jī)功率 | 拋丸量 | 磨料速度 |
Q035II | 500mm | 2950r/min | 62mm | 22KW | 140kg/min | 90-110m/s |
二、 噴丸強(qiáng)化原理與作用
噴丸處理也稱噴丸強(qiáng)化,,是提高零件疲勞壽命的有效方法之一,。噴丸處理是將高速彈丸流噴射到工件表面,使工件表層發(fā)生塑性變形,,形成一定厚度的強(qiáng)化層,,強(qiáng)化層內(nèi)形成較高的殘余壓應(yīng)力,由于工件表面壓應(yīng)力的存在,,當(dāng)工件承受載荷時(shí)可以抵消一部份抗應(yīng)力,,從而提高工件的疲勞強(qiáng)度。
噴丸強(qiáng)化是一個(gè)冷處理過程,,它被廣泛用于提高長期服役于高應(yīng)力工況下的金屬零件,,如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)葉片、機(jī)身結(jié)構(gòu)件,、汽車傳動(dòng)系統(tǒng)零件等,。
噴丸強(qiáng)化是在一個(gè)完全控制的狀態(tài)下,將無數(shù)稱為鋼丸的小圓形介質(zhì)高速且連續(xù)噴射到零件表面,,從而在表面產(chǎn)生一個(gè)殘余壓應(yīng)力層,。當(dāng)每顆鋼丸撞擊到金屬零件上時(shí),宛如一個(gè)微型棒敲打表面,,敲擊小壓痕或凹陷時(shí),,金屬表面會(huì)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)生一下高度壓縮力作用下的半球凹痕,無數(shù)凹陷重疊形成均勻的殘余壓應(yīng)力層,。最終,,零件在壓應(yīng)力層保護(hù)下,極大程度地改善了抗疲勞強(qiáng)度,,延長了工件壽命,。
2. 噴丸處理基本參數(shù)
2.1噴丸強(qiáng)度
影響噴丸強(qiáng)度的工藝參數(shù)主要有:噴丸直徑、噴丸流速度,、噴丸流量,、噴丸時(shí)間等。噴丸直徑越大,,速度越快,,噴丸與工件碰撞的動(dòng)量越大,噴丸的強(qiáng)度就越大。噴丸形成的殘余壓應(yīng)力可以達(dá)到零件材料抗拉強(qiáng)度的60%,,殘余壓應(yīng)力層的深度通度可達(dá)0.25mm,最大極限值為1mm左右,。噴丸強(qiáng)度需要一定的噴丸時(shí)間來保證,經(jīng)過一定時(shí)間,,噴丸強(qiáng)度達(dá)到飽和后,,再延長噴丸時(shí)間,強(qiáng)度不再明顯增加,。在噴丸強(qiáng)度的阿爾門(Almen)試驗(yàn)中,,噴丸強(qiáng)度的表征為度片變形的拱高(即弧高值)。
在阿爾門度驗(yàn)中,,噴丸強(qiáng)度常用N試片(用于有色金屬試驗(yàn)),、A試片(最常用)、C試片(更高強(qiáng)度)來進(jìn)行測量,,A試片和C試片之間關(guān)系近似三倍的關(guān)系,。如用C試片測得強(qiáng)度為0.15-0.20mm,就相當(dāng)于A試片的0.45-0.60mm,。試驗(yàn)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機(jī)內(nèi),,采用與工件相同的工藝進(jìn)行噴射,。噴丸結(jié)束,取下試片,,測量變形拱高,。
2.2噴丸覆蓋率
覆蓋率的測量:在工件表面涂上一層彩釉或光釉,然后按工藝參數(shù)對(duì)工件進(jìn)行噴丸,,工件表面噴丸一遍后將工件取出,,在顯微鏡(放大鏡)下觀察殘留涂層在表面所占的比例,如殘留20%,,則噴丸覆蓋率為80%。當(dāng)殘留只有2%,,即覆蓋率為98%,,可視為全部清除,即覆蓋率為100%,,此時(shí)就有一個(gè)所需的時(shí)間,。若達(dá)到400%的覆蓋率,就需要所需時(shí)間的四倍,。
影響覆蓋率的因素有零件材料硬度,、噴丸直徑、噴射角度和距離,、噴丸時(shí)間等,。在規(guī)定的噴丸強(qiáng)度條件下,,零件的硬度低于標(biāo)準(zhǔn)試片硬度時(shí),覆蓋率能達(dá)到100%,;反之,,覆蓋率會(huì)下降。在相同的噴丸流量下,,噴嘴與工件的距離越長,、噴射的角度越小、噴丸直徑越小,,達(dá)到覆蓋率要求的時(shí)間就越短,。噴丸強(qiáng)化時(shí),應(yīng)選擇大小合適的噴丸,、噴射角度及距離,,使噴丸強(qiáng)度和覆蓋率同時(shí)達(dá)到要求值。
2.3工件表面粗糙度
影響表面粗糙度的因素有零件材料的強(qiáng)度和硬度,、噴丸直徑,、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(qiáng)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,;噴丸的直徑越小,,速度越慢,彈坑就越淺,,表面粗糙度值就變?。粐娚涞慕嵌却?,噴丸速度的法向分量越小,,沖擊力越小,彈坑越淺,,噴丸的切向速度越大,,噴丸對(duì)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,噴丸后表面變得越粗糙,。當(dāng)對(duì)零件進(jìn)行高強(qiáng)度噴丸后,,深的彈坑不但加大表面粗糙度值,還會(huì)形成較大的應(yīng)力集中,,嚴(yán)重削弱噴丸強(qiáng)化的效果,。
三、拋丸強(qiáng)化的工藝和原理
1.拋丸強(qiáng)化工藝
拋丸強(qiáng)化與噴丸強(qiáng)化同屬于機(jī)械強(qiáng)化的范疇,,拋丸處理利用高速旋轉(zhuǎn)的葉片(拋丸器)使丸料獲得足夠的用以強(qiáng)化工件表面所需的動(dòng)能,。拋丸強(qiáng)化工藝參數(shù)有:彈丸直徑、彈丸速度,、拋丸量,、拋丸密度、零件表面移動(dòng)速度,、拋丸距離,、拋丸入射角、彈丸壓痕大小,、壓痕深度,、零件表面積等。
2.拋丸原理:
拋丸強(qiáng)化是依靠高速旋轉(zhuǎn)的拋頭將磨料顆粒使勁地拋向工件表面來實(shí)現(xiàn)的,,拋頭內(nèi)裝有幾片葉片,。
工作時(shí),磨料通過進(jìn)料口進(jìn)入拋頭的中央,,在拋頭的中央有一個(gè)與拋頭一起旋轉(zhuǎn)的分丸輪,,分丸輪外面是定向套,分丸輪把磨料通過定向套上的開口送到葉片靠近拋頭中心的一端,。由于離心力的作用,,磨料顆粒沿著葉片的長度方向加速,直至到達(dá)葉片的頂端以極高的速度撞擊工件表面,。
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