1引言

液體噴丸作為一種提高金屬抗疲勞性能,提高應力腐蝕抗力的有效工藝而被廣泛采用,同時噴丸件還可在其它方面獲得改善。

2液體噴丸強化的作用及目的

2.1定義

所謂噴丸就是利用細小球狀丸粒轟擊材料表面以形成一個具有較高殘余壓應力的薄層。這種薄層對于工件的實際應用大有益處。
飽和點即是在1倍于飽和點的噴丸時間下,弧高值的增量不超過飽和點處弧高值的10%。
弧高值曲線是指在其余的噴丸強化工藝參數不變的條件下,同一類型的試片分別各自接受不同時間的噴丸,由這組數據在弧高值一時間坐標上繪出的曲線。

2.2 噴丸強化的作用

噴丸強化在工件表面形成壓應力的目的就是防止工件疲勞破壞,因為這種失效更容易發生在工件的拉應力區。把容易產生疲勞裂紋部位的拉應力變成壓應力,可以有效地限制裂紋的擴展。殘余拉應力可以降低工件的疲勞壽命,而壓應力卻可以提高工件的抗疲勞壽命。某些冷加工使工件在使用前就形成了有害的拉應力,因而這種工件易發生早期失效,從而縮短工件的使用壽命。

2.3 齒輪噴丸強化的目的

(1)提高齒輪的彎曲疲勞強度;

(2)提高齒面的疲勞特性;

(3)消除連續的加工刀痕,改善表面潤滑條件。

從理論上講,滲碳率火的齒輪在經過齒根噴丸強化后,齒輪的承載能力可使齒根處的彎曲疲勞強度提高20%-30%,而針對齒面接觸疲勞失效(也就是齒輪節圓處表面點蝕失效)噴丸后可使滲碳率火圓柱齒輪的壽命提高60%。噴丸處理并不只用于形成有利的殘余壓應力,而且還用來改善表面光潔度。經噴丸后的工件表面布滿了均勻疊錯的凹痕,消除了各種冷加工工藝形成的刀痕,而刀痕則是拉應力集中產生的部位。經過實驗,在噴丸強度一定時,粗大丸粒形成的表面光潔度要高于細小丸粒形成的表面光潔度。噴丸后工件表面所產生的均勻凹痕可改善齒輪的表面潤滑。

3工藝及應用

3.1保證噴丸質量的條件

為了得到良好的噴丸效果,必須要做到以下幾點:規定噴丸強度;控制丸粒質量,丸粒直徑中1.2-1.4mm;保證完整的覆蓋率。

3.2 齒輪噴丸強化工藝的制定及應用

由于齒輪的制作成本比較高,在采取的加工工藝過程中,不可以盲目實驗,要采用加工試片方式、采集數據的方法,合理降低制造成本,提高產品質量。
強化工藝的制定(以一級大齒輪為例):

(1)齒輪試片的安裝:將齒輪試片安裝在專用夾具上。
(2)噴嘴的選擇:選擇3個噴嘴,安裝時要擰緊螺釘,并與專用夾具支撐軸垂直。
(3)調整:安裝好噴嘴后,調整夾具,使齒輪試片夾具中心在回轉中心上,固定齒輪試片。

(4)設定強化壓力、流量見表1
(5)設定強化時間見表2
(6)繪制弧高度值曲線確定噴丸強度。
在坐標曲線上找出飽和點,按噴丸強度定義。對一組試片在一倍于飽和點噴丸時間下進行噴丸處理。如果弧高度值的增量超過飽和點處弧高度值的10%,就可以確定飽和點處的高度值為工藝參數的噴丸強度。
對反復實驗所得的數據進行分析后,確定一級大齒輪的飽和點為45min,表3
弧高度值為0.313mm。零件名稱 強化時間弧高度值以一級大齒輪噴丸 高低壓小齒輪25-35min 20.25mm工藝為例,以此類推,得出一級大齒輪、二級小齒輪、高低壓 二級小齒輪、小齒輪的弧高值如表3所示。

以上零件風壓、油壓、總流量均宜控制在下述數值范圍:風壓3.8-5kgmm;油壓3.8-5kg/mm;總流量1.5-2.2mh;總弧高度值0.25-0.35mm。

4結語

經過數年的經驗積累,證明液體噴丸強化技術可靠,穩定性好,能同時滿足產品的設計要求,而且噪音小、無污染,產品合格率可達到99%。

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