
噴丸強(qiáng)化必須在可控狀態(tài)下進(jìn)行,X衍射檢測技術(shù)目前有效分析檢測壓應(yīng)力深度的技術(shù)之一。要確保強(qiáng)化符合預(yù)設(shè)的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn),在加工工程中,必須嚴(yán)密監(jiān)控以下參數(shù) - 丸料介質(zhì) - 覆蓋率 - 強(qiáng)度 - 設(shè)備 丸料控制 強(qiáng)化介質(zhì)大多數(shù)是圓形的。如使用過的丸料磨碎了,那碎裂的丸料必須清除掉,以防止再次使用而損傷工件表面。拋丸/噴丸強(qiáng)化的丸料介質(zhì)必須具有均勻的尺寸。由于介質(zhì)打擊到零件表面所產(chǎn)生能量的大小,與其重量和噴射速度直接相關(guān)。大尺寸的丸料由于其重量大,所以打擊能量也較大。假如尺寸不同的丸料混合在一起使用,較大尺寸丸料產(chǎn)生較深的殘余壓應(yīng)力層;較小尺寸丸料形成較淺壓應(yīng)力層,這樣不均勻、參差不齊的殘余壓應(yīng)力層直接導(dǎo)致強(qiáng)化結(jié)果的不一致,進(jìn)而嚴(yán)重影響進(jìn)步疲憊強(qiáng)度的效果。 為了正確地分離出尺寸和外形分歧格的丸料、維爾貝萊特(團(tuán)體)利用一種特殊的螺旋式篩分系統(tǒng),它包含內(nèi)圈和外圈轉(zhuǎn)動,原理是根據(jù)圓形丸料和破損丸料的轉(zhuǎn)動速度不同來將它們區(qū)分開。丸料會經(jīng)過一個通道管路到達(dá)螺旋分離器上真?zhèn)€圓錐形上方,隨后掉落在圓錐上,在螺旋分離器內(nèi)圈向下轉(zhuǎn)動。圓形丸料會獲得足夠速度,能逃離到外圈,這些分流到外圈的圓形丸料是可重復(fù)使用的合格介質(zhì);而破碎的尺寸分歧格丸料轉(zhuǎn)動就非常不順利,會滯留在內(nèi)圈,直到分離結(jié)束后,將其清除掉。 強(qiáng)度控制 拋丸/噴丸強(qiáng)化強(qiáng)度代表的是丸流噴打產(chǎn)生的能量。它是強(qiáng)化工藝中一個非常重要的參數(shù)指標(biāo),是確保強(qiáng)化生產(chǎn)可重復(fù)性的關(guān)鍵因素。丸流噴射在零件表面所產(chǎn)生能量大小與形成的壓應(yīng)力水平直接相關(guān)。使用較大尺寸丸料和/或增加丸流速度,都會增加噴丸強(qiáng)度。除此外,噴射角度和使用的丸料也會影響強(qiáng)化強(qiáng)度。 強(qiáng)化強(qiáng)度可用阿爾門試片丈量,阿爾門試片是由一片標(biāo)準(zhǔn)的SAE1070彈簧鋼,對其一面進(jìn)行拋/拋丸/噴丸強(qiáng)化,由此在其表面產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力會讓該試片向被強(qiáng)化的一面彎曲或弧形突出。阿爾門試片的弧形高度(即弧高值)代表的是丸流噴打強(qiáng)度,這個弧高值得取得是可重復(fù)性的。 根據(jù)強(qiáng)化應(yīng)用,命名了三種阿爾門試片: •• “N” 試片: 厚度 = 0.031" (0.79 mm) •• “A” 試片: 厚度= 0.051" (1.29 mm) •• “C” 試片: 厚度= 0.094" (2.39 mm) 強(qiáng)度要求較大的強(qiáng)化,選用較厚的阿爾門試片 阿爾門強(qiáng)度值的表達(dá)形式是弧高值(通過一種阿爾門量具測得),加上阿爾門試片名。如使用A試片下,得到0.012" (0.30 mm)弧高值,其強(qiáng)度值表達(dá)為0.012A (0.30A)。 阿爾門試片的強(qiáng)度使用范圍在0.004"-0.024" (0.10-0.61 mm),如強(qiáng)度超過0.020" (0.51 mm),就要選擇下一級更厚點的阿爾門試片。 “N” 試片上獲得的強(qiáng)度值約為“A” 試片上獲得的三分之一。而“C” 試片上獲得的強(qiáng)度值又將是“A” 試片上的三倍。它們之間的換算關(guān)系大約是(N ~ 1/3A, C ~ 3A). 阿爾門試片需固定在一個特殊夾具上。它固定的位置對于校對噴丸能量至關(guān)重要。在個零件進(jìn)行強(qiáng)化前,必須先校對確認(rèn)實際強(qiáng)度值,并記錄下。這樣確保強(qiáng)化設(shè)備的設(shè)定 和運行都是根據(jù)審核確認(rèn)的工藝流程。當(dāng)實現(xiàn)批量生產(chǎn)后,相隔一段時間要對強(qiáng)度進(jìn)行重復(fù)校對,確保設(shè)備運行的參數(shù)值保持不變,這樣才能保證強(qiáng)化的高度可重復(fù)性和強(qiáng)化質(zhì)量的恒定一致。 飽和度(強(qiáng)度檢查)- 對強(qiáng)化流程的初期檢測要求先建立一個飽和曲線圖。所謂飽和度定義為在曲線上達(dá)到一個點,超過這個點后,雙倍增加強(qiáng)化時間,弧高值的增加都不會超過10%。飽和曲線圖是根據(jù)對固定在強(qiáng)化機(jī)器上的阿爾門試片進(jìn)行一系列連續(xù)噴射強(qiáng)化,測得并記錄下的弧高值,并且確認(rèn)何處是飽和度點的位置而畫出來的。當(dāng)強(qiáng)化時間(T)增加了2倍后(2T),阿爾門弧高值增加卻不足10%。這就說明達(dá)到飽和的強(qiáng)化時間=T。飽和度確認(rèn)的是在特定機(jī)器設(shè)定下,對零件某一規(guī)定部位進(jìn)行強(qiáng)化,而獲得的實際強(qiáng)度值。 值得留意的是,必須把飽和度和覆蓋率的概念區(qū)分開。覆蓋率指的是零件表面被丸料噴拋形成凹痕的覆蓋比率。飽和度確認(rèn)的是達(dá)到強(qiáng)度需要的噴丸時間。飽和度和覆蓋率不一定會在同一時刻達(dá)到,那是由于覆蓋率是在實際零件表面上獲得的,零件材質(zhì)可能軟,也可能很硬,不同硬度材料的零件對達(dá)到覆蓋率需要的噴丸時間也不盡相同。而飽和度是用SAE1070彈簧鋼,硬度為44-50 HRC的阿爾門試片上獲得的。 覆蓋率控制 要取得高質(zhì)量的強(qiáng)化結(jié)果,必須確保達(dá)到強(qiáng)化覆蓋率要求。覆蓋率丈量的是零件表面被丸流噴打形成小凹痕覆蓋的面積。覆蓋率不可低于99%, 由于如不達(dá)到99%,應(yīng)力腐蝕和疲憊裂紋就會在未被強(qiáng)化到,未被導(dǎo)進(jìn)殘余壓應(yīng)力德的地方發(fā)生并衍展開,最后仍有可能導(dǎo)致零件的斷裂失效。 假如要求的覆蓋率超過99%(如150%,200%),那就要求強(qiáng)化時間成比率的增加。例如,要對到200%覆蓋率,強(qiáng)化時間將是99%覆蓋率強(qiáng)化時間的2倍。 熒光示蹤染料(檢查覆蓋率)- 當(dāng)零件材料較軟時,拋丸/噴丸強(qiáng)化的覆蓋率檢查就很簡單,只要目測觀察表面的凹痕分布即可。用一個10倍放大鏡足以確定是否達(dá)到覆蓋率要求。但多數(shù)情況下,覆蓋率的檢測是比較困難的,如內(nèi)孔,圓角過渡處,硬度大的表面,或大面積的強(qiáng)化表面。 這種情況下,就可借助于一種熒光示蹤染料,它能幫助檢測覆蓋率和凹痕分布的均勻度。這種白綠燃料在正常光照下是不顯示的,必須在UV(黑)光下才可見。將這種燃料涂或浸涂、刷涂、噴涂在待驗零件上。當(dāng)涂層后的表面被強(qiáng)化丸料捶擊后,會將上面的熒光彈性涂料清除掉。當(dāng)零件在黑光下檢查時,看到的被清除掉的面積就是實際強(qiáng)化覆蓋率的面積。(end)
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