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產(chǎn)品中心分類

數(shù)控噴丸技術(shù)

概述

噴丸強化

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.強力噴丸（噴丸強化）3.噴丸成形噴丸強化是一項非常傳統(tǒng)的表面強化技術(shù)，原理是：借助高速運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)疲勞強度和改善應(yīng)力腐蝕開裂性能。

噴丸強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，因而通過噴丸強化導(dǎo)入壓應(yīng)力可顯著地延長零件壽命。強化產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力強度必須達到該零件材料的拉力強度一半。

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

航空工業(yè)
航空工業(yè)對其零件有很高的要求，不但要求零件材料輕，而且要求它們能夠在極其惡劣的環(huán)境下承受極端的載荷。借助于保護零件表面免遭外部破壞以及延長疲勞壽命，我們的表面處理可以改善零件的整體性能。
航空工業(yè)使用的絕大多數(shù)零件，包括飛機骨架、機翼、發(fā)動機、起落架、驅(qū)動裝置、或傳動零件（齒輪），均采用噴丸/拋丸處理技術(shù)滿足其材料的性能指標。

汽車工業(yè)
汽車工業(yè)對材料的要求是成本低, 并能夠在高的交變負載下保持良好性能。借助保護表面免遭運行時循環(huán)負載的損壞，表面處理能夠改善零件的性能。
汽車工業(yè)絕大多數(shù)所使用的金屬材料，包括發(fā)動機(曲軸\連桿)、懸掛機構(gòu)、汽車A/B柱、傳動零件(齒輪\連桿),均采用噴丸/拋丸處理技術(shù)滿足其材料的性能指標。

機車工業(yè)
高鐵工業(yè)對材料的硬度、耐磨性及抗疲勞性的要求也很高，并能夠在很高的交變負載下保持良好性能。借助保護表面免遭運行時循環(huán)負載的損壞，表面處理能夠改善零件的性能。
機車工業(yè)絕大多數(shù)所使用的金屬材料，包括發(fā)動機(曲軸\連桿)、懸掛牽引機構(gòu)、傳動零件(齒輪\齒輪軸)，均采用噴丸/拋丸處理技術(shù)滿足其材料的性能指標。

電力能源工業(yè)
在電力工業(yè)中，噴丸技術(shù)可以提高蒸汽，燃氣渦輪機，如輪盤、末級葉片，輔助零件及設(shè)備的性能，同樣也可以減少諸如侵蝕，微動磨損，微動磨損疲勞，疲勞以及應(yīng)力腐蝕開裂等零件疲勞失效。
在傳動元件，齒輪和軸上，噴丸技術(shù)普遍用來防止零件失效。但是最近，噴丸又被越來越多地用來增加關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的抗載能力，如超臨界電站小管徑不銹鋼管內(nèi)壁噴丸強化；汽車車橋中螺旋主被動錐齒輪超載臺架試驗也得到證明。

其他領(lǐng)域
噴丸強化技術(shù)還應(yīng)用于工程機械(活塞/釬頭)、采礦機械、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。

噴丸強化三要素

噴丸強化三要素分為：1、噴丸強化設(shè)備及其附件，2、介質(zhì)：各種類型的彈丸，3、工藝：噴丸強化參數(shù)、與疲勞強度的關(guān)系；

一、噴丸強化設(shè)備:（1）氣力式噴丸機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）機械離心力噴丸機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)生點化學(xué)腐蝕。

3、對表面光度及形位公差嚴格要求（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)定噴丸強度的同時，也能達到規(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。

三、噴丸強化工藝參數(shù):

影響噴丸強化工藝參數(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。

強度控制

噴丸強化強度代表的是丸流噴打產(chǎn)生的能量。它是強化工藝中一個非常重要的參數(shù)指標，是確保強化生產(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，都會增加噴丸強度。除此外，噴射角度和使用的丸料也會影響強化強度。

強化強度可用阿爾門試片測量，阿爾門試片是由一片標準的SAE1070彈簧鋼，對其一面進行拋/拋丸/噴丸強化，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)量的強化結(jié)果，必須確保達到完全強化覆蓋率要求。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%，因為如不達到100%，應(yīng)力腐蝕和疲勞裂紋就會在未被強化到，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%)，那就要求強化時間成比率的增加。例如，要對到200%覆蓋率，強化時間將是100%覆蓋率強化時間的2倍。

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