铸件表面抛喷丸处理技术

2017-04-20 09:18:21 作者：本网整理来源：网络分享至：

    抛（喷）丸表面强化技术产生于二十世纪 20 年代，40 年代抛（喷）丸强化技术开始被工业加工所采用，60 年代之后，在机械和航空等工业领域中得到了更为广泛的应用，如抛簧、轴承、链条、齿轮、连杆、飞机起落架、喷气发动机中的关键承力件、纺织机械部件等等都要经过喷丸强化处理。目前我国已开发出适合国情的抛（喷）丸设备及配套配件，并制定了抛（喷）丸的各类标准及工艺指导性技术文件。抛（喷）丸表面强化处理具有成本低、能耗小、设备简单、操作方便、生产效率高、适应性广和强化效果明显等优点，显著地提高了机械零件的抗疲劳性能、抗应力腐蚀能力和改善了部件表面的色泽。

    1.机理

    抛（喷）丸表面强化处理是将大量高速运动的抛丸喷射到零件表面，使金属表面产生强烈的塑性变形，从而获得一定厚度（一般变形深度在 0.12---0.75mm）的表面强化层的工艺过程。在抛丸过程中，抛丸犹如无数个小锤反复锤击金属表面，表面的塑性变形与最大程度的压力加工相当，这种塑性变形使零件表面产生一定厚度的加工（冷作）硬化层，该层称为抛丸表面强化层。从组织结构上看，强化层内形成了密度极高的错位和内层，逐渐形成更加细小的亚晶粒，从应力状态上看，由于表层金属变形的不均匀性，表层向四周塑变延伸时，受到内层金属的阻碍，使张化层内形成了较高的残余压应力。高密度的位错和细小的亚晶粒，提高了材料的屈服强度，从而控制了疲劳源的产生，使零件表面的抗疲劳强度大大提高，表面残余压应力的存在，可部分抵消引起零件疲劳破坏的循环拉应力或使零件表面始终处于压应力状态，疲劳源的形成进一步得到抑制，疲劳裂纹的扩展也被延缓，从而显著地提高了零件的抗疲劳性能。

    2、主要作用和用途

    2.1 表面清理：去污垢，除去氧化皮，遮盖压铸表面缺陷。

    2.2 去除毛刺：清除铸件和压铸件表面和边缘的加工毛刺，大大节省人力资源。

    2.3 光整加工：改善表面颜色和增加光泽，使其表面具有文理细致、色泽均匀和美观的金属光泽。

    2.4 喷丸强化：可以提高表面硬度，提高零件疲劳强度及抗应力抗腐蚀的能力，增加光洁度，减少滑动表面的磨损，表面产生的小凹坑可以起到储油作用，提高零件的耐磨性能。

    2.5 降低压铸件变比性能所引起的泄漏，在喷向一定深度内，由于抛丸流锤击而产生的冷塑性变形，表面层材料填密与畸变，从而封闭了引起泄漏的微孔。

    2.6 使用不锈钢抛丸能长期地保持铸件的金属光泽和不生锈。

    3、抛丸设备

    目前国内抛丸设备的样式较多，主要有

    3.1 机械离心式抛丸机

    是利用高速旋转的叶片轮产生的离心力将抛丸加速后投向工件，抛丸的投射速度为45-75 米/秒，可一次同时处理许多零件。这种抛丸机功率小，生产效率高，抛丸质量稳定，但设备成本较高，主要适用于抛强度高，品种少，批量大，形状简单，尺寸较大的零部件。形式有履带式与吊链式。

    3.2 气动式喷丸机

    是利用高压空气直接喷射，可实现大于100 米/秒的高速喷丸，如改进喷嘴的设计，气压达到一定值时，喷嘴出口的气流可接近或超过音速，主要适用于喷丸强度低，品种多，批量少，形状复杂。