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喷丸表面强化技术优化方案

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:喷丸强化是利用大量的珠丸以高速打击已加工完毕的工件表面,使表面产生冷硬层和残余压应力,可以显著地提高零件的疲劳强度。图5-13所示为珠丸挤压工作表面的状态。Cr12钢制洗衣机电动机转子冲裁落料模,经淬火、回火后,一次刃磨的使用寿命为1.2万~3.2万次,经喷丸强化后,一次刃磨的使用寿命为11.49万次,提高3.5~9.5倍。

喷丸表面强化技术优化方案

喷丸强化是利用大量的珠丸(直径在0.4~2mm)以高速打击已加工完毕的工件表面,使表面产生冷硬层和残余压应力,可以显著地提高零件的疲劳强度。珠丸可以是铸铁或沙石,喷丸所用设备是压缩空气喷丸装置和机械离心式喷丸装置,这些装置使珠丸能以35~50m/s的速度喷出。

图5-13所示为珠丸挤压工作表面的状态。由于冷态金属材料是难以压缩的,当珠丸向工件表面挤压时,材料就向周围挤堆,因此,珠丸下面的材料在与工件表面平行的方向向外扩展,同时产生弹性与塑性变形,而距表面稍深处的内部因弹性作用,在珠丸离开工作表面时产生弹性恢复。已产生塑性变形的表面部分因弹性恢复不充分而受到内部材料的压缩作用,在与表面平行的方向上产生残余压应力。

对3Cr2W8V钢制热作模具,进行喷丸处理后的使用情况表明喷丸强化具有如下特点:

1)由于喷丸处理后在金属表面产生残余压应力和晶格畸变,致使喷丸处理后强度能明显地减缓疲劳裂纹的萌生期或抑制其扩展速度。

2)在喷丸过程中,金属表面的塑性变形和残余应力状态变化及重新分布,给残留奥氏体的转变提供了有利条件,残留奥氏体转变为马氏体,提高了模具表面硬度和抗冲击磨损能力,进而提高模具表层的屈服强度,可延缓疲劳裂纹萌生期,提高模具的疲劳强度。

3)在经过圆形珠丸的高速、反复打击后的模具,削平了刀痕,改善了磨加工和电加工的表面粗糙度,在一定程度上提高了疲劳强度。(www.xing528.com)

3Cr2W8V钢制扳手热锻模经常规处理后,一次刃磨的使用寿命为1750件左右;经喷丸处理后,使用寿命为2634件,提高寿命50%。Cr12钢制洗衣机电动机转子冲裁落料模,经淬火、回火后,一次刃磨的使用寿命为1.2万~3.2万次,经喷丸强化后,一次刃磨的使用寿命为11.49万次,提高3.5~9.5倍。

形变强化可以使模具表面产生冷作硬化,改善模具的表面粗糙度,有效去除电火花加工所产生的表面变质层,提高模具的疲劳强度、抗冲击磨损性能,从而提高模具使用寿命。主要适用于落料模、冷冲模、冷镦模和热锻模等以疲劳失效形式为主的模具。

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图5-13 珠丸挤压后引起的残余压应力

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