摘要:概述了拋(噴)丸技術的機理、設備及各種丸粒的性能,通過實踐介紹了拋丸的選擇,研究了拋丸對鑄件表面質量的影響,并確定了對其質量 的檢測。本文由青島拋丸機生產廠家青島淳九整理。
關鍵詞 鑄件 表面質量
拋(噴)丸表面強化技術產生于二十世紀 20 年代,40 年代拋(噴)丸強化 技術開始被工業加工所采用,60 年代之后,在機械和航空等工業領域中得到 了更為廣泛的應用,如拋簧、軸承、鏈條、齒輪、連桿、飛機起落架、噴氣 發動機中的關鍵承力件、紡織機械部件等等都要經過噴丸強化處理。目前我 國已開發出適合國情的拋(噴)丸設備及配套配件,并制定了拋(噴)丸的各類 標準及工藝指導性技術文件。 拋(噴)丸表面強化處理具有成本低、能耗小、設備簡單、操作方便、生 產效率高、適應性廣和強化效果明顯等優點,顯著地提高了機械零件的抗疲 勞性能、抗應力腐蝕能力和改善了部件表面的色澤。
1.機理
拋(噴)丸表面強化處理是將大量高速運動的拋丸噴射到零件表面,使金屬 表面產生強烈的塑性變形,從而獲得一定厚度(一般變形深度在 0.12---0.75mm)的表面強化層的工藝過程。 在拋丸過程中,拋丸猶如無數個小錘反復錘擊金屬表面,表面的塑性變 形與最大程度的壓力加工相當,這種塑性變形使零件表面產生一定厚度的加 工(冷作)硬化層,該層稱為拋丸表面強化層。從組織結構上看,強化層內 形成了密度極高的錯位和內層,逐漸形成更加細小的亞晶粒,從應力狀態上 看,由于表層金屬變形的不均勻性,表層向四周塑變延伸時,受到內層金屬 的阻礙,使張化層內形成了較高的殘余壓應力。高密度的位錯和細小的亞晶 粒,提高了材料的屈服強度,從而控制了疲勞源的產生,使零件表面的抗疲 勞強度大大提高,表面殘余壓應力的存在,可部分抵消引起零件疲勞破壞的 循環拉應力或使零件表面始終處于壓應力狀態,疲勞源的形成進一步得到抑 制,疲勞裂紋的擴展也被延緩,從而顯著地提高了零件的抗疲勞性能。
2、 主要作用和用途
2.1 表面清理:去污垢,除去氧化皮,遮蓋壓鑄表面缺陷。
2.2 去除毛刺:清除鑄件和壓鑄件表面和邊緣的加工毛刺,大大節省人 力資源。
2.3 光整加工:改善表面顏色和增加光澤,使其表面具有文理細致、色 澤均勻和美觀的金屬光澤。
2.4 噴丸強化:可以提高表面硬度,提高零件疲勞強度及抗應力抗腐蝕 的能力, 增加光潔度,減少滑動表面的磨損, 表面產生的小凹坑可以起到儲 油作用,提高零件的耐磨性能。
2.5 降低壓鑄件變比性能所引起的泄漏,在噴向一定深度內,由于拋丸 流錘擊而產生的冷塑性變形,表面層材料填密與畸變,從而封閉了引起泄漏 的微孔。
2.6 使用不銹鋼拋丸能長期地保持鑄件的金屬光澤和不生銹。
3、 拋丸設備
目前國內拋丸設備的樣式較多,主要有
3.1 機械離心式拋丸機
是利用高速旋轉的葉片輪產生的離心力將拋丸加速后投向工件,拋丸的 投射速度為45-75 米/秒,可一次同時處理許多零件。這種拋丸機功率小,生 產效率高,拋丸質量穩定,但設備成本較高,主要適用于拋強度高,品種少, 批量大,形狀簡單,尺寸較大的零部件。形式有履帶式與吊鏈式。
3.2 氣動式噴丸機
是利用高壓空氣直接噴射,可實現大于100 米/秒的高速噴丸,如改進噴 嘴的設計,氣壓達到一定值時,噴嘴出口的氣流可接近或超過音速,主要適 用于噴丸強度低,品種多,批量少,形狀復雜。