表面机械强化是通过喷丸、滚压和内挤压等方法使零件金属表面产生压缩变形,在表面形成深度可达0.3 ~0.5 mm 的硬化层,以使金属表面强度和疲劳强度显著提高。 表面机械强化成本低、效果好,其中喷丸强化应用最为广泛。
(1)喷丸强化
喷丸强化是将高速运动的弹丸喷射到零件表面,使金属材料表面产生强烈的塑性变形,从而产生一层具有较高残余压应力的冷作硬化层,即喷丸强化层。 喷丸强化层的深度可达0.3 ~0.5 mm,能显著提高零件在室温及高温下的疲劳强度和抗应力腐蚀性能,还能抑制金属表面疲劳裂纹的形成和扩展。
由结构钢、高强度钢、铝合金、钛合金、镍基或铁基热强合金等金属材料制造的零件,均可应用喷丸强化技术。 该技术已广泛应用于弹簧、齿轮、链条、轴和叶片等零件的强化,显著提高了抗弯曲疲劳、抗腐蚀疲劳、抗微动磨损等性能。
喷射常用的弹丸有钢丸、铸铁丸、玻璃丸、不锈钢丸和硬质合金丸等。 弹丸的形状为近似的球形,直径一般为0.05 ~1.5 mm,实心无尖角,具有一定的冲击韧性和较高的硬度。 黑色金属零件喷丸强化时,使用钢丸、铸铁丸或玻璃丸;有色金属零件,则应避免采用钢丸或铸铁丸,以免产生电化学反应。 零件表面糙度值要求越小,选择使用的弹丸直径也越小。(www.xing528.com)
常用的喷丸强化方式有机械离心式喷丸和风动旋片式喷丸。 决定强化效果的工艺参数有:弹丸直径、弹丸硬度、弹丸速度、弹丸流量及喷射角度。 通常采用喷丸层强度和表面覆盖率来评定喷丸强化的效果。
(2)滚压强化
滚压强化是利用金刚石液压头或其他形式的滚压头,以一定的滚压力对零件表面进行滚压运动,使经过滚压的表面由于形变强化而产生硬化层,达到提高零件表面的力学性能的目的。 滚压强化技术不仅应用于零件的制造,还可在零件修复中使用。
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