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抛丸强化的机理及应用

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抛丸强化的机理及应用

发布日期:2018-09-07 15:53:08

    有人认为:抛丸强化技术昂贵、难以控制,不适宜在大量生产中使用,只能用于要求高的飞机构件。多年来利用抛丸强化提高了飞机构件疲劳寿命的事实,证明上述观点是不正确的。如果在铸造车间用抛丸设备清理铸件时,是否也使铸件受到一定程度的抛丸强化呢?  一、抛丸强化机理:
  抛丸强化是用高速度抛射的弹丸打击零件的表面,并在零件的表面留下无数小凹坑。弹丸必须和零件一样硬或更硬一些,否则弹丸要变形。凹坑下表层处于受压状态(图1左);当抛射的弹丸足够多时,零件表面全部被凹坑覆盖,使整个表层处于受压状态(图1右)。
    一般的零件在使用过程中,通常受到一个使之裂开的拉应力作用。然而,抛丸强化过的零件表面及下层是受压状态,这种状态有使零件聚集在一起的趋势。所以,当一个负荷施加在抛丸强化零件上时,首先要克服这个压应力后才能在表面显示出拉应力,直至表面出现断裂。可见该受压层是很重要的。抛丸强化零件在屈服点或低于屈服点时,反复承受疲劳型载荷所显示的能力是惊人的。但因受压层相当地薄,一般小于0,03英寸,在检测零件的强度极限时,通常没注意它的影响。
二、抛丸强化设备:
   经抛丸机清理的铸件也受到抛丸强化的作用。抛丸清理和抛丸强化两者间真正的区别,只是目的和控制不同。抛丸清理的目的是清除型砂和提高表面质量;抛丸强化既要达到上述目的,还要控制表面的压应力层。所以,同一台抛丸机既能用作抛丸清理,也能用作抛丸强化。抛丸强化的设备是相当简单的。
    1.所用抛丸机可以采用清理铸件用的滚筒式、台式或其它型式的抛丸机。它们的主要区别在于利用弹丸流均匀、反复抛射零件表而的方法不同。在抛丸滚筒内,铸件作不规则的反复运动,从而使其整个表面受到抛射;其它抛丸设备能把弹丸集中抛到铸件一定的范围内。
    2。用阿尔曼带板、模座、测量仪测r,_压应力。阿尔曼带板是淬硬(RC44-r50)的薄钢片,用四个螺钉水平固定在渗碳的方形阿尔曼模座上〔图2        3.强化零件用的弹丸,必须和零件一样硬或更硬一些。对于大多数铸铁件,用RC45~55的标准钢丸即可。弹丸有不同规格,如S 330和S 390,则分别表示弹丸的直径为0,033英寸和0,039英寸。像抛丸清理一样,抛丸强化用的弹丸尺寸必须很小,以便使弹丸能扩散到零件的所有部位。强化的强度与弹丸尺寸成比例,愈大的弹丸动能也愈大,因而压应力也愈高。但用较大的弹丸来使零件表面得到充分强化,所需时间也较一长。·大多数铸造厂常用5330和S390规格的弹丸。
三、抛丸强化拉制:
    强度和覆盖率是抛丸强化中的两个重要参数。在某种程度上,强化强度比覆盖率要更重要。因为它反应了压应力的大小,并且又是弹丸速度、尺寸和强化时间的函数。强化强度用阿尔曼规测量,以弧高来度量。为了控制强化强度,抛丸机需要良好的保养,以使弹丸能以相同的速度和抛射带进行抛射。弹丸的尺寸要始终保持稳定,对于磨损和破碎弹丸用高效分离器去除。  四、抛丸强化实例:
    美国汽车工程师协会对球墨铸铁转向节铸件,用不同的时间进行抛丸强化后,作疲劳试验。铸件在14英寸9的抛丸滚筒内强化,弹丸为3330,装料量保持标定值。为了测量弧高,每批料中有一个转向节铸件上,安装五个阿尔曼模座(见图6)。
加工的零件才是有效的。强化后热处理,也会破坏压应力层。