关于喷抛丸清理强化交流

shotpeening

通过系列喷丸工艺试验及检测分析，优化零件的喷丸强化工艺。根据现有的研究结果，初步结论如下：
(1)选择合适的喷丸工艺，表面残余压应力可超过-1000MPa，最大残余压应力超过-1250MPa，残余压应力深度在300μm以上。
(2)喷丸表面残余奥氏体几乎全部转化为马氏体，相变深度超过75μm，喷丸可在材料表层获得明显的细化组织结构，深度达75μm以上。
(3)表面显微硬度由喷丸前约650增到890HV以上，相当于59HRC增大到66HRC以上，硬化层深度达75μm以上。
(4)只要喷丸工艺得当，既可以获得非常有效的表面强化效果，同时又不明显增加零件表面粗糙度，甚至可达到精加工面的程度。
(5)由此不难预计，如果齿轮在制造过程中存在轻度磨削烧伤，完全可以通过喷丸强化处理加以弥补。

shotpeening

喷丸强化是高速运动（70～90m/s）弹丸冲击靶材（工件）表面的过程．此间表层循环塑性变形过程中材料发生循环硬／软化，导致表层显微组织结构改性（晶粒，亚晶粒以及位错组态等变化）同时引入残余压应力场．循环硬化的组织结构与残余压应力是提高零部件表面完整性（Ｓurface integrity－SＩP）的两个极为重要的因素.
（１）表层内获得循环应变硬化的显微组织结构；
（２）表层内引入优化的残余压应力场；
（３）外表面尽可能获得低的表面粗糙度；只有充分、全面地顾及到上述三个方面，被喷丸强化零部件才能获得最佳的综合强化效果。
55Ｃrsi钢喷丸表面循环应变层的硬度（Hv）沿层深（Z）变化的Hv－Z曲线（或剖面）

孤鸿踏雪

凑个热闹
喷丸  
     喷丸是利用高速弹丸强烈冲（撞）击工件表面，使之产生形变硬化层并引进残余压应力的一种工艺方法，它广泛应用于弹簧、齿轮、链条、轴、叶片及工模具等。喷丸可以显著提高耐疲劳性能（疲劳磨损、弯曲疲劳、接触疲劳、应力腐蚀疲劳等），其特点如下：
    （1）材料强度越高，效果越显著，因此尤其适用于工模具；
    （2）钢铁材料效果优于其他合金；
    （3）有缺口件的效果高于光滑工件。
    1. 喷丸设备
    喷丸强化所用设备简单，能耗低，成本低，在工件截面变化处、园角、沟槽、危险断面及焊缝区均可进行。常用的喷丸设备有两类：一类是机械离心式喷丸机，适用于要求喷丸强度高、品种少、批量大、形状简单、尺寸较大的工件；另一类是气动式喷丸机，适用于要求喷丸强度较低、品种多、批量小、形状复杂、尺寸较小的工件。
    2. 弹丸
    喷丸所用弹丸有铸铁弹丸、钢弹丸、玻璃弹丸等。
    （1）铸铁弹丸
    铸铁弹丸含碳量为2.75～3.60%，直径为d＝0.20～1.50mm，硬度58～65HRC。为提高弹丸韧度，可采用退火处理使之降为30～57HRC。
    铸铁弹丸易于破碎，耗损大，应将破碎弹丸及时分离排除，补充新弹丸，否则会影响喷丸质量。
    （2）钢弹丸
    钢弹丸由0.70%C的弹簧钢丝或不锈钢丝切制成段，经磨园加工制成d＝0.40～1.20mm、45～50 HRC最为适宜，弹丸组织以回火马氏体或贝氏体为最佳。
    （3）玻璃弹丸
    玻璃弹丸的应用是近一二十年发展起来的，已在国防工业中获得应用。其直径为d＝0.05～0.40mm、硬度为46～50HRC。
    须要强调的是：强化用的弹丸与清理、成型、校形用的弹丸是不同的，必须是园球形，不得有棱角，以免损伤工件表面。一般来说，黑色金属工件可以用上述三种弹丸或玻璃弹丸。
    在喷丸过程中，材料表面层及次表面承受剧烈的弹丸冲击，产生形变硬化层，层内产生两种变化：一是在组织结构上，亚晶粒极大地细化，位错密度增高，晶格畸变增大；二是形成了高的宏观残余应力，此外，由于弹丸的冲击使表面粗糙度略有增加，但却使切削加工留下的尖锐刀痕园滑化。

shotpeening

钢弹丸可生产0.2-3.0mm,硬度可达到HRC40-65，在保证硬度的同时弹簧有具有一定的搞碎性、韧性和耐磨性

sdytlll

我公司连杆也进行强化抛丸，是新上项目，由于实际生产中无法测量压应力，我们目前生产中采用Almen试片测量弧高的方法。但对Almem试片有一些疑问。我们用的A类Almen片一面很平，一面目视就能看出有隆起。A类试片的不平度要求±0.025mm，实际中我们对试片不平度测量，发现，一面很平的，满足要求，不平度≤0.025mm,但另一面目视就不平的，测量值有的都超过了0.05mm。因此我们就疑惑了，是我们采购的试片不符合要求，还是我们对要求的理解有问题（试片两个平面都应满足±0.025mm)？
那么下面的问题就是，如果我们理解有问题，装夹试片时，应该哪个平面朝向钢丸击打方向？
强化抛丸后，测量弧高值对试片原不平度怎么处理？例如，试片强化抛丸前不平度为a，抛丸后弧高测量值为b，测量记录是b，还是b-a(或b+a)?

请高手不吝指教。

逻辑思维

回复 5# sdytlll


    表面强化喷丸处理从设备上区分可分为喷丸设备和抛丸设备。一般国内生产的是离心式抛丸机，主要功能是用于工件的表面清理，它的主要特点是在抛丸室外安装多个抛头，要求打出的丸分散，能打到抛丸室内各个位置，使用的是中硬度的丸。若抛丸机设备用于表面强化处理时，往往Almem试片弧高值能达到要求，而表面覆盖率就很难达到。国外表面强化处理起步较早，广泛应用在齿轮、汽轮机、核电等行业。我见过国外的表面强化处理设备，它利用高压压缩空气，在喷枪内形成负压、丸得到加速后打到工件的表面，它有几支喷枪，喷枪相当于一个机械臂，可作三个方向运动。例如：齿轮的强化处理，它把喷枪调节到齿根200mm处后喷枪作上下运动，喷完一齿后自动分齿，全由计算机控制。Almem试片弧高值有进口的测试仪，先把未用过的测一下数值a，喷过后再测数值b，则弧高值为：b-a。目前，国内已经有专业生产强化喷丸处理的设备厂家，明年我们公司也要购买一台喷丸直径在1米，价格要在200万元。

shotpeening

五楼，想问一下，您家用的试片买的是什么牌子的啊

sdytlll

6楼，能针对我上面对Almen的疑问给个回答吗？谢谢！

wahg

前面三条我基本同意，但对4和5有不同的意见：
(4)只要喷丸工艺得当，既可以获得非常有效的表面强化效果，同时又不明显增加零件表面粗糙度，甚至可达到精加工面的程度。
你没有测量喷丸后的表面粗糙度，你的第4条结论从何而来------磨以后的粗糙度是多少，喷丸时你所用的最小弹丸是多大？粗糙度是多少？换言之，是否可认为用合适的喷丸可以取消磨齿工序。
(5)由此不难预计，如果齿轮在制造过程中存在轻度磨削烧伤，完全可以通过喷丸强化处理加以弥补。
齿轮在制造过程中，若表面存在轻度磨削烧伤，对此轻度磨削烧伤你并无定义烧伤的深度，烧伤后的组织变化情况，这样的结论过于模糊。此外若表面烧伤后从表面往心部的各类组织：淬火马氏体，回火索氏体，回火屈氏体，在喷丸后发生的变化，都未能检查观察，上面所做的试验也未说明是否与烧伤有关，此结论不能令人信服。
上述意见供参考。

逻辑思维

回复 8# sdytlll


    不知你使用的Almen试片是国产还是进口的，从你上面提到的表面目视就能看出有隆起，估计是国产的。我们公司使用的是德国进口的。

江雪居士

4楼前述提至70-90m/s高速运动丸粒冲击工件表面，对于渗碳淬火硬化的汽车齿轮，表面硬度本身在59HRC以上，速度低了一些，70-90m/s运动的丸粒，可能更适合弹簧类产品。当然强化抛丸与工件表面硬度、丸粒大小、抛丸器叶轮大小与叶片类型有关。

sdytlll

是国产的。
以后也购买德国Peening或美国的了。
这几天咨询了一下，平面度应该是对两个平面的要求。二是试片原始不平度不与强化抛丸后弧高值进行加减计算。

混在西北

回复 7# shotpeening


    3M 公司的

qixiao9421

请问我们的喷丸 更换的时间也挺频繁 铝合金装炉量也不是太高 为什么最近总是出现喷不到 或者是表面色泽根本和没喷前一样的呢

手与手的温度

14楼，应该检查一下设备！看一下是否有钢丸喷出！和喷出的力度

shotpeening

检查一下钢丸的流量，速度，喷射的角度

yangxinshan

回复 16# shotpeening

目前存在的激光抛丸强化，我个人认为是否和激光淬火相类似或雷同了

shotpeening

激光喷丸成本比较大,设备相对来说比较复杂,南京X大学就在搞这个课题,大批理投产还需要一段过程

wanggong

Norican Group 财团Wheelabrator维尔贝莱特集团的产品经理告诉我们:喷丸可以清理,也可以强化,抛丸可以清理,也可以强化.这点与本网站中有些帖子的论点有点不一样.
至于Almen试片是国产还是进口之论,个人观点:新兴科学新兴产业,产品标准不完善吧.即要求试片单面还是两个平面都应满足±0.025mm,如果有国标或部标或行业标准,依标准判定采购产品是否合格,如果没有,则依双方合约评定,合约没有明示,只能接受生产商的产品规格标准.毕竟生产商是专业的,他们对国标部标行业标准(可能没有)比较清楚,或许他们价位低的原因也是技术做不到,所以售价低.
世界上制订产品标准的公司肯定是技术先进(也是一种技术垄断)的公司.这个Almen试片产品标准我有机会去问一下同仁,也在这里请教行家里手.

wanggong

喷丸试片　　喷丸试片是喷丸强化技术中质量控制的手段，利用试片在喷丸后产生的弧高值来计量喷丸强度，喷丸试片也叫Almen试片，或弧高度试片，材质为SAE1070，分为3种类型：N，A，C试片，已成为国际标准，标准如下表： 　　标准Almen试片 (SAE J442) 　　规    格型号厚度平面度*硬度 豪米mm豪米mm Almen N 试片N0.787 ± 0.0254±0.0254HRA 72.5-76 Almen A 试片A1.295 ± 0.0254±0.0254HRC 44-50 Almen C 试片C2.388 ± 0.0254±0.0254HRC 44-50 宇航Almen试片(AMS-2432)规    格型号厚度平面度*硬度 豪米mm豪米mm Almen N 试片N0.787 ± 0.0127±0.0127HRA 73-74.5 Almen A 试片A1.295 ± 0.0127±0.0127HRC 45-48 Almen C 试片C2.388 ± 0.0127±0.0127HRC 45-48