1 概述

1. 1. 1 噴丸(wan)處(chu)理

噴(pen)丸(wan)(wan)處理也稱噴(pen)丸(wan)(wan)強化, 是提高(gao)零件(jian)疲勞壽命的有效方法之(zhi)一。噴丸處理是將高(gao)速(su)彈丸

流噴(pen)射到工件表(biao)面, 使工(gong)件表層發生塑性變形(xing), 形成一(yi)定厚(hou)度的強化(hua)層, 強化層內形成較高(gao)

的(de)殘(can)余應力, 由于工件表(biao)面壓應力的存(cun)在(zai), 當工件承受載(zai)荷時(shi)可以(yi)抵(di)消一部(bu)分抗應力, 從而(er)

提高工件的疲勞(lao)強度。

噴丸(wan)是(shi)用來(lai)清除厚度不小(xiao)于(yu)2mm或不要求保持準確(que)尺寸(cun)及輪(lun)廓的中型(xing)(xing)、大型(xing)(xing)金屬制品

以及鑄(zhu)鍛(duan)件上的氧(yang)化皮、鐵銹、型砂及舊漆膜(mo)。噴丸是(shi)表(biao)面涂(鍍)覆前的一種清理方法,

廣泛用于大型造船廠、重型機(ji)械廠和(he)汽(qi)車廠等。

噴丸強化(hua)是(shi)一個冷處理(li)過程(cheng), 它被廣泛用于(yu)提高長(chang)期服役于(yu)高應力工況下的金(jin)屬零件(jian),

如飛機發動機的(de)壓縮(suo)機葉(xie)片、機身結構(gou)件、汽車傳(chuan)動系統(tong)零件等。

噴丸強化是在一個(ge)完全控制的狀態下(xia), 將無數稱(cheng)為鋼丸的小(xiao)圓(yuan)形(xing)介質高(gao)速且(qie)連續噴射到(dao)

零件表面, 從而在表面產生一(yi)個殘余壓(ya)應力層。當(dang)每顆鋼丸撞擊到金屬零件上時, 宛如(ru)一個(ge)

微型棒敲打表面, 敲(qiao)出小壓(ya)痕或(huo)凹陷(xian)(xian)。形成凹陷(xian)(xian)時, 金屬表層(ceng)會(hui)產生拉伸。表層(ceng)下, 壓縮的

晶粒試(shi)圖將(jiang)表(biao)面恢復(fu)到原來形狀, 從而產生一個高度壓縮力(li)作用下的半(ban)球凹痕(hen), 無數凹陷(xian)重

疊(die)形成均勻的殘余壓(ya)應力層。 零(ling)件在壓應力層(ceng)保護下, 很大程度(du)地(di)改善(shan)了抗(kang)疲勞(lao)強

度, 延(yan)長(chang)了工作壽(shou)命。

1. 1. 2 噴丸和噴砂

噴丸與噴砂都是使用高(gao)壓風(feng)或壓縮(suo)空氣作動力, 將其高速地吹出去, 沖擊(ji)工(gong)件表面(mian)達到

清理效(xiao)果, 但選擇(ze)的(de)介質不同, 效果也不(bu)相同(tong)。

用噴(pen)丸進行表面處理(li), 打擊力大, 清理效果明顯。但(dan)噴丸對(dui)薄板工件的處理, 容易(yi)使工

件變形(xing), 且(qie)鋼丸打擊到工件(jian)表面(無論(lun)拋丸(wan)或(huo)噴丸(wan))使金(jin)屬基材產生變形, 如Fe; 04和

Fe203, 因其沒有(you)塑(su)性(xing), 破碎后(hou)剝離, 而油膜與(yu)基材一同變形, 所以對帶有油污的工件(jian), 拋

丸和噴丸無法有效的(de)清除油污(wu)。在現有的(de)工件表(biao)面(mian)處理方法中(zhong), 清理(li)效果(guo)理(li)想(xiang)的(de)應是噴(pen)砂(sha)清

理。

噴(pen)丸處(chu)理后(hou), 工件表面污物(wu)被(bei)清除掉, 工件表(biao)面不被破(po)壞, 表面積有所增(zeng)加。由于加工

過(guo)程中, 工(gong)件表(biao)面沒有被(bei)破(po)壞(huai), 加工(gong)時(shi)產生的多余能量(liang)就會引起工(gong)件基體的表面強化, 經過

噴丸處理的工(gong)件表面為(wei)金(jin)屬本色, 由于表面為球狀(zhuang)面, 光線(xian)部分被折(zhe)射掉, 故工(gong)件加工(gong)后為

亞光效(xiao)果。

噴砂(sha)適用(yong)于工件表面要(yao)求較高的清理。噴砂(sha)處理后, 工件表(biao)面污物被清除掉, 工(gong)件表面

被微量破壞, 表面積大幅(fu)增(zeng)加, 從而增加了工件與涂(tu)/鍍層的結合強度(du)。經過噴砂處理(li)的工

件表面為金屬(shu)本(ben)色(se), 但(dan)是(shi)由于表面為(wei)粗糙面, 光線被折(zhe)射掉, 故沒有金屬光(guang)澤, 所(suo)以表商。

成。用戶需要建一個深地坑及(ji)做防(fang)水層來裝置機械, 建設費用(yong)高, 維修工(gong)作量及維修費由

暗。我國目前(qian)通用噴砂設備中多由螺旋輸送裝(zhuang)置、刮板、斗式提升機等笨重的輸砂機檢人

大, 噴砂過程中產生大量的二氧(yang)化硅粉塵(俗稱矽塵)無法清除(chu), 嚴重影響操作工(gong)人的觸

康并(bing)污染(ran)環境。

1. 1. 3 噴丸清理(li)的特點

1)可(ke)以任(ren)意使用(yong)金屬或(huo)非金屬丸料, 以(yi)適應清理(li)工(gong)件表面的不同要求。

2)清理的靈活性大, 容易清理復雜(za)工(gong)件的內、外表面和管件的內壁, 并且不(bu)受場(chang)地限

制(zhi), 可(ke)將設備安置(zhi)在特大(da)型工件附(fu)近(jin)。

3)設備結構(gou)較(jiao)簡單(dan), 整機投資少, 易損件少(shao), 維修(xiu)費用低(di)。

4)必須配(pei)備大功率的空壓(ya)站, 在清理效果相(xiang)同的條(tiao)件下, 消(xiao)耗的能量(liang)較大(da)。

5)清(qing)理表(biao)面易有濕氣, 容易生(sheng)銹。

6)清理效率(lv)低(di), 操(cao)作人(ren)員多(duo), 勞動(dong)強度大(da)。

噴丸清(qing)理(li)工藝是廣泛采用的一種表面強(qiang)化工藝, 其設備(bei)簡單, 成本低廉, 不受工件形(xing)狀

和位(wei)置(zhi)限制, 操(cao)作(zuo)方(fang)便, 但工作環境較差。噴丸(wan)廣泛用(yong)于提高零(ling)件(jian)機(ji)械強度以(yi)及(ji)耐(nai)磨性、抗

皮勞(lao)和耐蝕性等; 還可(ke)用于(yu)表面消光、去氧化皮和消除鑄、鍛、焊件的(de)殘(can)余應力(li)等。