1 概述

1. 1. 1 噴丸處理

噴丸處理也稱噴丸強化, 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, 形成一定厚度的強化層, 強化層內(nèi)形成較高

的殘余應(yīng)力, 由于工件表面壓應(yīng)力的存在, 當(dāng)工件承受載荷時可以抵消一部分抗應(yīng)力, 從而

提高工件的疲勞強度。

噴丸是用來清除厚度不小于2mm或不要求保持準(zhǔn)確尺寸及輪廓的中型、大型金屬制品

以及鑄鍛件上的氧化皮、鐵銹、型砂及舊漆膜。噴丸是表面涂(鍍)覆前的一種清理方法,

廣泛用于大型造船廠、重型機械廠和汽車廠等。

噴丸強化是一個冷處理過程, 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,

如飛機發(fā)動機的壓縮機葉片、機身結(jié)構(gòu)件、汽車傳動系統(tǒng)零件等。

噴丸強化是在一個完全控制的狀態(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)生一個殘余壓應(yīng)力層。當(dāng)每顆鋼丸撞擊到金屬零件上時, 宛如一個

微型棒敲打表面, 敲出小壓痕或凹陷。形成凹陷時, 金屬表層會產(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凹痕, 無數(shù)凹陷重

疊形成均勻的殘余壓應(yīng)力層。 零件在壓應(yīng)力層保護(hù)下, 很大程度地改善了抗疲勞強

度, 延長了工作壽命。

1. 1. 2 噴丸和噴砂

噴丸與噴砂都是使用高壓風(fēng)或壓縮空氣作動力, 將其高速地吹出去, 沖擊工件表面達(dá)到

清理效果, 但選擇的介質(zhì)不同, 效果也不相同。

用噴丸進(jìn)行表面處理, 打擊力大, 清理效果明顯。但噴丸對薄板工件的處理, 容易使工

件變形, 且鋼丸打擊到工件表面(無論拋丸或噴丸)使金屬基材產(chǎn)生變形, 如Fe; 04和

Fe203, 因其沒有塑性, 破碎后剝離, 而油膜與基材一同變形, 所以對帶有油污的工件, 拋

丸和噴丸無法有效的清除油污。在現(xiàn)有的工件表面處理方法中, 清理效果理想的應(yīng)是噴砂清

理。

噴丸處理后, 工件表面污物被清除掉, 工件表面不被破壞, 表面積有所增加。由于加工

過程中, 工件表面沒有被破壞, 加工時產(chǎn)生的多余能量就會引起工件基體的表面強化, 經(jīng)過

噴丸處理的工件表面為金屬本色, 由于表面為球狀面, 光線部分被折射掉, 故工件加工后為

亞光效果。

噴砂適用于工件表面要求較高的清理。噴砂處理后, 工件表面污物被清除掉, 工件表面

被微量破壞, 表面積大幅增加, 從而增加了工件與涂/鍍層的結(jié)合強度。經(jīng)過噴砂處理的工

件表面為金屬本色, 但是由于表面為粗糙面, 光線被折射掉, 故沒有金屬光澤, 所以表商。

成。用戶需要建一個深地坑及做防水層來裝置機械, 建設(shè)費用高, 維修工作量及維修費由

暗。我國目前通用噴砂設(shè)備中多由螺旋輸送裝置、刮板、斗式提升機等笨重的輸砂機檢人

大, 噴砂過程中產(chǎn)生大量的二氧化硅粉塵(俗稱矽塵)無法清除, 嚴(yán)重影響操作工人的觸

康并污染環(huán)境。

1. 1. 3 噴丸清理的特點

1)可以任意使用金屬或非金屬丸料, 以適應(yīng)清理工件表面的不同要求。

2)清理的靈活性大, 容易清理復(fù)雜工件的內(nèi)、外表面和管件的內(nèi)壁, 并且不受場地限

制, 可將設(shè)備安置在特大型工件附近。

3)設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單, 整機投資少, 易損件少, 維修費用低。

4)必須配備大功率的空壓站, 在清理效果相同的條件下, 消耗的能量較大。

5)清理表面易有濕氣, 容易生銹。

6)清理效率低, 操作人員多, 勞動強度大。

噴丸清理工藝是廣泛采用的一種表面強化工藝, 其設(shè)備簡單, 成本低廉, 不受工件形狀

和位置限制, 操作方便, 但工作環(huán)境較差。噴丸廣泛用于提高零件機械強度以及耐磨性、抗

皮勞和耐蝕性等; 還可用于表面消光、去氧化皮和消除鑄、鍛、焊件的殘余應(yīng)力等。

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