通過式拋丸清理機提高金屬工件疲勞強度
噴丸概念
在了解通過式拋丸清理機噴丸技術之前,有 將拋丸、噴砂、噴丸三個容易混淆的概念解釋一下。這三個概念其實就四個字:噴、拋、丸、砂,其中,噴拋是工藝方法,丸砂是使用的材料。噴,是用高壓空氣將丸、砂吹到工件的表面,拋是用高速旋轉的葉片拋射到工件表面,丸用的是鋼丸,砂用的是石英砂。
噴丸過程就是將大量彈丸噴射到零件表面上的過程,有如無數小錘對表面錘擊,因此,金屬零件表面產生極為強烈的塑性形變,使零件表面產生 厚度的冷作硬化層,稱為表面層,此層會顯著地提高零件的疲勞強度。測評噴丸質量有三個基本參數:強度、覆蓋率、表面粗糙度。
根據現代金屬強度理論,增加金屬內部的位錯密度,是提高金屬強度的主要方向。實踐證明拋噴丸是增加金屬位錯結構的行之的工業方法。這對一些金屬不能通過相變硬化(如馬氏體淬火等)或實現相變硬化的基礎上,要求再進一步的工件而言, 具有重要的意義。宇航工業、汽車、拖拉機等零部件要求輕質化,但性要求越來越高,其重要工藝措施就是采用拋噴丸提高構件的強度和疲勞強度,在這方面的工藝措施主要有:
(1)彈簧拋噴丸
以拋噴丸作為手段, 先應用在彈簧等零部件中,這些零部件經各種熱處理工藝,仍不能滿足負載對工件的要求,在這種情況下,再進行拋噴丸可以顯著的效果。實驗證明高速發動機的氣門彈簧的疲勞斷裂壽命,經通過式拋丸清理機拋噴丸可以由十萬次提高到百萬次以上;汽車的主負載板簧經拋噴丸疲勞強度也能成倍提高。當今機械中的高負荷彈簧全部都采取拋噴丸來進一步提高疲勞強度。
(2)連桿、扭桿、齒輪等零部件的拋噴丸
現在機械中采用拋噴丸的構件和工件越來越多。對工件結構尺寸限制嚴格、經熱處理滿足材料的力學性能的汽車、拖拉機發動機連桿,在運行中仍不能其疲勞于發動機的整體壽命,因而發動機因連桿疲勞失效引起整機破壞性事故時有發生。連桿拋噴丸已經成為目前汽車、拖拉機、發動機制造業中 的工藝環節。同樣采用拋噴丸來提高齒輪的疲勞強度也是 、 經濟的工藝方法。
(3)諸此應用也在航空、宇航業等起升支架、螺旋槳等關鍵部件的拋噴丸上。