1 概述

1. 1. 1 噴丸處理

噴丸處理也稱噴丸強(qiáng)化, 是提高零件疲勞壽命的有效方法之一。噴丸處理是將高速彈丸

流噴射到工件表面, 使工件表層發(fā)生塑性變形, 形成一定厚度的強(qiáng)化層, 強(qiáng)化層內(nèi)形成較高

的殘余應(yīng)力, 由于工件表面壓應(yīng)力的存在, 當(dāng)工件承受載荷時(shí)可以抵消一部分抗應(yīng)力, 從而

提高工件的疲勞強(qiáng)度。

噴丸是用來清除厚度不小于2mm或不要求保持準(zhǔn)確尺寸及輪廓的中型、大型金屬制品

以及鑄鍛件上的氧化皮、鐵銹、型砂及舊漆膜。噴丸是表面涂(鍍)覆前的一種清理方法,

廣泛用于大型造船廠、重型機(jī)械廠和汽車廠等。

噴丸強(qiáng)化是一個(gè)冷處理過程, 它被廣泛用于提高長期服役于高應(yīng)力工況下的金屬零件,

如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)葉片、機(jī)身結(jié)構(gòu)件、汽車傳動(dòng)系統(tǒng)零件等。

噴丸強(qiáng)化是在一個(gè)完全控制的狀態(tài)下, 將無數(shù)稱為鋼丸的小圓形介質(zhì)高速且連續(xù)噴射到

零件表面, 從而在表面產(chǎn)生一個(gè)殘余壓應(yīng)力層。當(dāng)每顆鋼丸撞擊到金屬零件上時(shí), 宛如一個(gè)

微型棒敲打表面, 敲出小壓痕或凹陷。形成凹陷時(shí), 金屬表層會(huì)產(chǎn)生拉伸。表層下, 壓縮的

晶粒試圖將表面恢復(fù)到原來形狀, 從而產(chǎn)生一個(gè)高度壓縮力作用下的半球凹痕, 無數(shù)凹陷重

疊形成均勻的殘余壓應(yīng)力層。 零件在壓應(yīng)力層保護(hù)下, 很大程度地改善了抗疲勞強(qiáng)

度, 延長了工作壽命。

1. 1. 2 噴丸和噴砂

噴丸與噴砂都是使用高壓風(fēng)或壓縮空氣作動(dòng)力, 將其高速地吹出去, 沖擊工件表面達(dá)到

清理效果, 但選擇的介質(zhì)不同, 效果也不相同。

用噴丸進(jìn)行表面處理, 打擊力大, 清理效果明顯。但噴丸對薄板工件的處理, 容易使工

件變形, 且鋼丸打擊到工件表面(無論拋丸或噴丸)使金屬基材產(chǎn)生變形, 如Fe; 04和

Fe203, 因其沒有塑性, 破碎后剝離, 而油膜與基材一同變形, 所以對帶有油污的工件, 拋

丸和噴丸無法有效的清除油污。在現(xiàn)有的工件表面處理方法中, 清理效果理想的應(yīng)是噴砂清

理。

噴丸處理后, 工件表面污物被清除掉, 工件表面不被破壞, 表面積有所增加。由于加工

過程中, 工件表面沒有被破壞, 加工時(shí)產(chǎn)生的多余能量就會(huì)引起工件基體的表面強(qiáng)化, 經(jīng)過

噴丸處理的工件表面為金屬本色, 由于表面為球狀面, 光線部分被折射掉, 故工件加工后為

亞光效果。

噴砂適用于工件表面要求較高的清理。噴砂處理后, 工件表面污物被清除掉, 工件表面

被微量破壞, 表面積大幅增加, 從而增加了工件與涂/鍍層的結(jié)合強(qiáng)度。經(jīng)過噴砂處理的工

件表面為金屬本色, 但是由于表面為粗糙面, 光線被折射掉, 故沒有金屬光澤, 所以表商。

成。用戶需要建一個(gè)深地坑及做防水層來裝置機(jī)械, 建設(shè)費(fèi)用高, 維修工作量及維修費(fèi)由

暗。我國目前通用噴砂設(shè)備中多由螺旋輸送裝置、刮板、斗式提升機(jī)等笨重的輸砂機(jī)檢人

大, 噴砂過程中產(chǎn)生大量的二氧化硅粉塵(俗稱矽塵)無法清除, 嚴(yán)重影響操作工人的觸

康并污染環(huán)境。

1. 1. 3 噴丸清理的特點(diǎn)

1)可以任意使用金屬或非金屬丸料, 以適應(yīng)清理工件表面的不同要求。

2)清理的靈活性大, 容易清理復(fù)雜工件的內(nèi)、外表面和管件的內(nèi)壁, 并且不受場地限

制, 可將設(shè)備安置在特大型工件附近。

3)設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單, 整機(jī)投資少, 易損件少, 維修費(fèi)用低。

4)必須配備大功率的空壓站, 在清理效果相同的條件下, 消耗的能量較大。

5)清理表面易有濕氣, 容易生銹。

6)清理效率低, 操作人員多, 勞動(dòng)強(qiáng)度大。

噴丸清理工藝是廣泛采用的一種表面強(qiáng)化工藝, 其設(shè)備簡單, 成本低廉, 不受工件形狀

和位置限制, 操作方便, 但工作環(huán)境較差。噴丸廣泛用于提高零件機(jī)械強(qiáng)度以及耐磨性、抗

皮勞和耐蝕性等; 還可用于表面消光、去氧化皮和消除鑄、鍛、焊件的殘余應(yīng)力等。