項(xiàng)目說(shuō)明:

噴丸強(qiáng)化是一個(gè)冷處理過(guò)程，即無(wú)數(shù)個(gè)小圓形鋼丸連續(xù)捶打零件表面，每顆鋼丸撞擊金屬零件上，如一個(gè)微型棒捶敲打表面，捶出小壓痕或凹陷。為形成凹陷，金屬表層必定會(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(lái)形狀，從而產(chǎn)生一個(gè)高度壓縮力作用下的半球。無(wú)數(shù)凹陷重疊形成均勻的殘余壓應(yīng)力層。
 

噴丸強(qiáng)化工藝起始于20世紀(jì)20到30年代，其是利用高速運(yùn)動(dòng)的彈丸流對(duì)金屬表面的沖擊而使表面產(chǎn)生塑性循環(huán)應(yīng)變層，由此導(dǎo)致該層的顯微組織發(fā)生有利的變化并使表層引入殘余壓應(yīng)力場(chǎng)，表層的顯微組織和殘余壓應(yīng)力場(chǎng)是提高金屬零件的疲勞斷裂和應(yīng)力腐蝕（含氫脆）斷裂抗力的兩個(gè)強(qiáng)化因素，其結(jié)果使零件的可靠性和耐久性獲得提高。

磨損、腐蝕、斷裂是工程金屬零部件的三大主要失效模式，三者之中又以斷裂失效帶來(lái)的危害，而斷裂失效中所占比例的又是疲勞斷裂，民用機(jī)器零部件約占40%-50%，軍用和航空飛行器零部件則高達(dá)90%。噴丸強(qiáng)化工藝因其不受材料種類限制、不受材料靜強(qiáng)度限制、不受零部件幾何形狀和尺寸大小的限制，且就強(qiáng)化效果而言也是至今任何一種強(qiáng)化工藝無(wú)法比擬的，因此，與現(xiàn)存的加工工藝比較，噴丸強(qiáng)化工藝一躍而成為佼佼者，自問(wèn)世以來(lái)立刻引起工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)器制造業(yè)的關(guān)注，并獲得了廣泛的發(fā)展應(yīng)用。

可以想象，在一個(gè)壓應(yīng)力區(qū)域，裂紋是難以形成或延展。由于幾乎所有的疲勞和應(yīng)力腐蝕失效都發(fā)生在零件表面或靠近表面的地方，因而通過(guò)噴丸強(qiáng)化導(dǎo)入壓應(yīng)力可顯著地延長(zhǎng)零件壽命。強(qiáng)化產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到該零件材料的拉力強(qiáng)度一半。

很多金屬疲勞失效的元兇是拉應(yīng)力。這些拉應(yīng)力產(chǎn)生是由于外部施加的交變載荷或生產(chǎn)過(guò)程如焊接、研磨、機(jī)加工形成的殘余應(yīng)力。拉應(yīng)力試圖將零件表面拉伸或拉 扯，導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。而壓應(yīng)力擠壓表層處的晶粒，使該區(qū)域的晶粒結(jié)構(gòu)夯實(shí)、緊固地結(jié)合在一起，從而地延緩疲勞裂紋的形成。壓應(yīng)力層下，細(xì)紋延展緩 慢，因此增加壓應(yīng)力層深度，能有效抑制裂紋發(fā)生和發(fā)展。

應(yīng)用領(lǐng)域

航空工業(yè) 航空工業(yè)對(duì)其零件有很高的要求，不但要求零件材料輕，而且要求它們能夠在極其惡劣的環(huán)境下承受極端的載荷。借助于保護(hù)零件表面免遭外部破壞以及延長(zhǎng)疲勞壽命，我們的表面處理可以改善零件的整體性能。 航空工業(yè)使用的絕大多數(shù)零件，包括飛機(jī)骨架、機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架、驅(qū)動(dòng)裝置、或傳動(dòng)零件（齒輪），均采用噴丸/拋丸處理技術(shù)滿足其材料的性能指標(biāo)。

汽車工業(yè) 汽車工業(yè)對(duì)材料的要求是成本低, 并能夠在高的交變負(fù)載下保持良好性能。借助保護(hù)表面免遭運(yùn)行時(shí)循環(huán)負(fù)載的損壞，表面處理能夠改善零件的性能。 汽車工業(yè)絕大多數(shù)所使用的金屬材料，包括發(fā)動(dòng)機(jī)(曲軸連桿)、懸掛機(jī)構(gòu)、汽車A/B柱、傳動(dòng)零件(齒輪連桿),均采用噴丸/拋丸處理技術(shù)滿足其材料的性能指標(biāo)。

機(jī)車工業(yè) 高鐵工業(yè)對(duì)材料的硬度、耐磨性及抗疲勞性的要求也很高，并能夠在很高的交變負(fù)載下保持良好性能。借助保護(hù)表面免遭運(yùn)行時(shí)循環(huán)負(fù)載的損壞，表面處理能夠改善零件的性能。 機(jī)車工業(yè)絕大多數(shù)所使用的金屬材料，包括發(fā)動(dòng)機(jī)(曲軸連桿)、懸掛牽引機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)零件(齒輪齒輪軸)，均采用噴丸/拋丸處理技術(shù)滿足其材料的性能指標(biāo)。

電力能源工業(yè) 在電力工業(yè)中，噴丸技術(shù)可以提高蒸汽，燃?xì)鉁u輪機(jī)，如輪盤、末級(jí)葉片，輔助零件及設(shè)備的性能，同樣也可以減少諸如侵蝕，微動(dòng)磨損，微動(dòng)磨損疲勞，疲勞以及應(yīng)力腐蝕開裂等零件疲勞失效。 在傳動(dòng)元件，齒輪和軸上，噴丸技術(shù)普遍用來(lái)防止零件失效。但是近，噴丸又被越來(lái)越多地用來(lái)增加關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的抗載能力，如超臨界電站小管徑不銹鋼管內(nèi)壁噴丸強(qiáng)化；汽車車橋中螺旋主被動(dòng)錐齒輪超載臺(tái)架試驗(yàn)也得到證明。

噴丸強(qiáng)化三要素

噴丸強(qiáng)化三要素分為：1、噴丸強(qiáng)化設(shè)備及其附件，2、介質(zhì)：各種類型的彈丸，3、工藝：噴丸強(qiáng)化參數(shù)、與疲勞強(qiáng)度的關(guān)系；

一、噴丸強(qiáng)化設(shè)備:（1）氣力式噴丸機(jī)適合零件品種繁多且每種產(chǎn)品產(chǎn)量較低和零件品種雖少但形狀復(fù)雜；

（2）機(jī)械離心力噴丸機(jī)適合零件品種少而每種的產(chǎn)量大和零件尺寸較大且形狀簡(jiǎn)單。

二、噴丸介質(zhì):噴丸強(qiáng)化用的彈丸通常有以下幾種：鑄鐵丸、鑄鋼丸、不銹鋼丸、鋼絲切丸、玻璃丸、陶瓷丸、鎳基合金彈丸等。

彈丸質(zhì)量要求

1、噴丸用的彈丸幾何形狀應(yīng)是球形，切忌帶尖棱角。此外，為避免沖擊過(guò)程中的大量破碎，彈丸具備的沖擊韌性。

2、噴丸機(jī)內(nèi)循環(huán)使用的彈丸總量，其中符合實(shí)際尺寸的彈丸重量應(yīng)占80%以上。

彈丸選擇原則

1、黑色金屬零件可選用任何種類的彈丸。

2、有色金屬及不銹鋼零件推薦選用玻璃彈丸或不銹鋼彈丸。如用鑄鐵、鑄鋼或鋼彈丸，則噴丸后立即清洗，以便防止零件表面產(chǎn)生點(diǎn)化學(xué)腐蝕。

3、對(duì)表面光度及形位公差嚴(yán)格要求（或非配合表面）的大型零件，可采用較大尺寸的彈丸以獲得較高的噴丸強(qiáng)度；對(duì)表面光度要求較高的零件（包括配合表面），應(yīng)采用較小尺寸的彈丸。這樣，在獲得規(guī)定噴丸強(qiáng)度的同時(shí)，也能達(dá)到規(guī)定的光度要求； 帶有內(nèi)外圓角、溝槽的零件,彈丸直徑應(yīng)小于內(nèi)外圓角半徑和溝槽寬度的一半。