表面强化工艺：技术探析与实践

为了获得良好的表面质量，有时需要采用表面强化工艺，改善表面层的物理机械性能，如进一步提高表层强度、硬度，使表层产生残余压应力;同时进一步降低表面粗糙度。

表面强化工艺方法很多，主要有化学强化、射线强化和机械强化等，这里仅介绍表面机械强化工艺。

表面机械强化工艺是指通过对表面的冷挤压，使之产生冷态塑性变形，以提零件表面质量的工艺方法，表5-2列出了一些常用的机械强化加工方法，下面分别加以叙述。

表5-2　表面机械强化加工方法

续表

1.滚压加工(www.xing528.com)

此方法是通过淬火钢滚柱或滚珠在零件表面上进行滚压，使零件表面硬度、强度提高并产生残余压应力，从而提高零件的承载能力和疲劳强度。

滚柱滚压，可以是单滚柱，也可是多滚柱(2～3个)，单滚柱压力大，工艺系统变形大，多滚柱则较好;滚珠滚压，可以是单滚珠，也可是多滚珠，由于接触面积小，压强大，且滚珠后面有弹簧，压力比较均匀，可用于刚度低的工件的滚压加工。

离心转子滚压，滚压力是滚珠或滚柱回转所产生的离心力，其大小由滚珠或滚柱的质量、转子的转速和直径大小来决定。

2.喷丸强化

利用压缩空气或机械离心力将珠丸高速(35～50m/s)喷出，打击工件表面，使之形成冷硬层和残余压应力，有利于提高零件的疲劳强度和使用寿命。主要用于强化形状比较复杂不宜用其他方法强化的零件，如板弹簧、螺旋弹簧、连杆、齿轮、曲轴等。

珠丸一般是钢丸，也可是铸铁丸或石丸，其直径约为0.4～2mm。对小零件和表面粗糙度低的，需用较细小的珠丸。当零件是铝制品时，为了避免喷丸加工后在表面残留铁质微粒而引起电化学腐蚀，应使用铝丸或玻璃丸。若在零件上有凹槽、凸起等应力集中的部位，珠丸一般应小于其过渡圆弧半径，以使这些部位也得到强化。

3.挤孔

挤孔可用挤刀挤孔，也可用滚珠挤孔。挤刀挤孔，可以是单环挤刀挤孔和多环挤刀挤孔，多环挤刀加工效果好、质量高。滚珠挤孔多用于小孔加工。