齒輪強(qiáng)化拋丸機(jī)

齒輪強(qiáng)化拋丸機(jī)介紹

拋丸強(qiáng)化是一種受控拋丸技術(shù)，不同于噴丸清理。青工拋丸清理機(jī)以去除工件表面油污、氧化皮、銹蝕和機(jī)械加工毛刺為目的。青工機(jī)械齒輪表面的拋丸強(qiáng)化主要是借助于高速運(yùn)動的彈丸沖擊零件的表面，使其發(fā)生彈性塑性變形，從而產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力、加工硬化和組織細(xì)化等有利的變化，以提高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，是改善齒輪抗咬合能力、提高齒輪使用壽命的重要途徑。

拋丸強(qiáng)化處理能改善零件表層的應(yīng)力分布

拋丸后的殘余應(yīng)力來源于表層不均勻的塑性變形和金屬組織相變，其中以不均勻的塑性變形為主。拋丸后，金屬表面產(chǎn)生大量凹坑形式的塑性變形，表層位錯(cuò)密度大大增加，而且還出現(xiàn)亞晶界和晶粒細(xì)化現(xiàn)象。經(jīng)拋丸處理后的齒輪表層殘留奧氏體有一部分將變成馬氏體，因相變時(shí)體積膨脹而產(chǎn)生壓應(yīng)力，從而使得表層殘留奧氏體場向著更大的壓應(yīng)力方向變化，因而提高了齒輪的疲勞強(qiáng)度。通過拋丸強(qiáng)化，又能消除熱處理應(yīng)力，去除表面氧化皮，改善零件的缺口敏感性，并把容易發(fā)生零件失效的殘余應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力，有效地限制裂紋源的產(chǎn)生和擴(kuò)展，較大幅度提高零件的疲勞壽命。

拋丸強(qiáng)化工藝參數(shù)

拋丸強(qiáng)化工藝對彈丸的形狀、尺寸和硬度等要求較高，用噴丸強(qiáng)度和表面覆蓋率來控制拋丸工藝，用殘余應(yīng)力和疲勞試驗(yàn)來檢測表面強(qiáng)化效果。

拋丸強(qiáng)化工藝參數(shù)包括彈丸材料、彈丸直徑、彈丸速度、彈丸流量、拋射角度、拋射距離、噴丸時(shí)間和覆蓋率等，其中任何一個(gè)參數(shù)的變化都會不同程度影響噴丸強(qiáng)度，即影響強(qiáng)化效果。

（1）弧高試片

標(biāo)準(zhǔn)ALMEN弧高試片是綜合評價(jià)拋丸強(qiáng)化工藝參數(shù)的一種專用量規(guī)。它是用70號彈簧鋼制成，共有三種規(guī)格，代號分別為N、C、A，分別使用于3種不同噴丸強(qiáng)度要求的場合。

（2）弧高曲線

弧高曲線是在其它工藝參數(shù)固定情況下，同一種試片的噴丸弧高值隨噴丸時(shí)間（或拋丸次數(shù)）變化而變化的，標(biāo)志著弧高值——時(shí)間相對關(guān)系的曲線。

（3）拋丸強(qiáng)度

拋丸強(qiáng)度通常采用弧高值測定法，其要點(diǎn)是用一定的彈簧鋼試片通過檢測拋丸強(qiáng)度后的形狀變化來反映噴丸效果，青 工機(jī)械具體操作是用阿爾門Almen試片（弧高度試片，一般硬度為44~50HRC），固定在夾具上，經(jīng)投射拋丸后再取下試片，然后用檢具（如阿爾門測量儀）測量彎曲弧的高度。

拋丸強(qiáng)度的另一種檢驗(yàn)方法為殘余應(yīng)力檢測，即對強(qiáng)化拋丸后的工件進(jìn)行殘余應(yīng)力的檢測，具體的檢驗(yàn)方法為X射線衍射法。

（4）表面覆蓋率

覆蓋率是指被處理工件表面經(jīng)拋丸處理后，青 工彈丸壓痕面積與被噴工件表面積的比值。通常用百分?jǐn)?shù)表示。測量要點(diǎn)是把阿爾門試片經(jīng)噴丸后放大約50倍，測量其彈丸壓痕面積。因很困難保證覆蓋率為100%，故實(shí)際上把98%的覆蓋率定義為全覆蓋率。對于產(chǎn)品圖樣要求300%的覆蓋率，通常用達(dá)到98%的有效覆蓋率所需噴丸時(shí)間的三倍來實(shí)現(xiàn)。

（5）彈丸質(zhì)量

彈丸質(zhì)量對強(qiáng)化效果影響很大，一般規(guī)律是：彈丸直徑小，工件表面殘余應(yīng)力較高，但強(qiáng)化層較淺；彈丸直徑大，工件表面殘余應(yīng)力較低，但強(qiáng)化層較深；彈丸硬度高，拋丸強(qiáng)度也高；彈丸直徑增加，拋丸強(qiáng)度也增加；彈丸速度增加，噴丸強(qiáng)度、表面壓應(yīng)力和強(qiáng)化層深度三者增加。

（6）拋丸時(shí)間

在其他拋丸工藝參數(shù)不變的情況下，青工機(jī)械拋丸只有達(dá)到“飽和”時(shí)間或兩倍于“飽和”時(shí)間時(shí)可獲得最佳強(qiáng)化效果，通常強(qiáng)化時(shí)間不足比強(qiáng)化時(shí)間過度更為不利。因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)強(qiáng)化時(shí)間低于規(guī)定時(shí)間內(nèi)，可以對該工件再進(jìn)行一次補(bǔ)充強(qiáng)化。

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