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金屬表面噴丸工藝大全~

2021-04-28 13:34:37 作者：理化檢驗物理分冊來源：理化檢驗物理分冊分享至：

噴丸處理是利用高速噴射出的砂丸和鐵丸，對工件表面進行撞擊，以提高零件的部分力學性能和改變表面狀態的工藝方法。噴丸可用于提高零件機械強度以及耐磨性、抗疲勞和耐蝕性等，還可用于表面消光、去氧化皮和消除鑄、鍛、焊件的殘余應力等。

視頻：噴丸處理去除鋼輪表面的舊漆和鐵銹↓↓↓

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主要分類

噴丸又分為噴丸和噴砂。用噴丸進行表面處理，打擊力大，清理效果明顯。但噴丸對薄板工件的處理容易使工件變形，且鋼丸打擊到工件表面（無論拋丸或噴丸）使金屬基材產生變形，由于Fe3O4和Fe2O3沒有塑性，破碎后剝離，而油膜與基材一同變形，所以對帶有油污的工件，拋丸、噴丸無法徹底清除油污。在現有的工件表面處理方法中，清理效果最佳的還數噴砂清理。

噴砂適用于工件表面要求較高的清理。但是我國目前通用噴砂設備中多由鉸龍、刮板、斗式提升機等原始笨重輸砂機械組成。用戶需要施建一個深地坑及做防水層來裝置機械，建設費用高，維修工作量及維修費用極大，噴砂過程中產生大量的矽塵無法清除，嚴重影響操作工人的健康并污染環境。

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噴丸強化分為一般噴丸和應力噴丸。一般處理時，鋼板在自由狀態下，用高速鋼丸打擊鋼板的里面，使其表面產生預壓應力。以減少工作中鋼板表面的拉應力，增加使用壽命。應力噴丸處理是將鋼板在一定的作用力下的預先彎曲，然后進行噴丸處理。

噴丸設備的分類

噴丸強化設備主要有兩類：

一、機械離心式噴丸機，適用于要求噴丸強度高、品種少、批量大、形狀簡單、尺寸較大的零件。

二、氣動式噴丸機（壓縮空氣式），適用于要求噴丸強度適中、形狀復雜、尺寸較小的零件。

彈丸的介紹

1、鑄鋼丸

其硬度一般為40~50HRC，加工硬金屬時，可把硬度提高到57~62HRC。鑄鋼丸的韌性較好，使用廣泛，其使用壽命為鑄鐵丸的幾倍。

2、鑄鐵丸

其硬度為58~65HRC，質脆而易于破碎。壽命短，使用不廣。主要用于需噴丸強度高的場合。

3、玻璃丸

硬度較前兩者低，主要用于鈦、鋁、鎂及其它不允許鐵質污染的材料，也可在鋼鐵丸噴丸后作第二次加工之用，以除去鐵質污染和降低零件的表面粗糙度。

4、陶瓷丸

陶瓷丸的化學成分大致為67%的ZrO2、31%的SiO2及2%的Al2O3為主的夾雜物，經熔化、霧化、烘干、選圓、篩分制成的，硬度相當于HRC57~63。其突出性能是密度比玻璃高、硬度高。最早于20世紀80年代初期用于飛機的零部件強化。陶瓷丸具有較高的強度，壽命比玻璃丸長，價格比較低，現已擴展到鈦合金、鋁合金等有色金屬的表面強化。

噴丸機噴嘴的介紹

1、直桶形噴嘴：直桶形噴嘴結構簡單，其內部結構只有收縮段和平直段兩部分。

2、文丘里形噴嘴：文丘里形噴嘴在結構上分成收縮段、平直段和擴散段三部分，制作難度顯著增加。

3、雙文丘里形噴嘴：雙文丘里形噴嘴有前后兩個噴嘴，二者之間有間隔，在間隔處的四周有幾個小孔。

4、方孔噴嘴：目前國外研制出一種進口端與出口端都成正方形的噴嘴，各方面試驗表明，該噴嘴比文丘里形噴嘴的工作效率更高，經濟性更好。

影響噴丸質量的參數

1、噴丸強度

影響噴丸強度的工藝參數主要有：彈丸直徑、彈流速度、彈丸流量、噴丸時間等。

2、覆蓋率

覆蓋率的影響因素：零件材料的硬度、彈丸直徑、噴射角度及距離、噴丸時間等。

3、表面粗糙度

粗糙度的影響因素：零件材料的強度和硬度、彈丸直徑、噴射角度及速度、零件的原始表面粗糙度。

零件噴丸強化后的特點：零件受噴表面殘余壓應力的大小和壓應力層的深度取決于受噴材料的性能和噴丸強度。材料的強度和硬度越高，壓應力就越大，壓應力層的深度就越淺，噴丸強度越高，壓應力層的深度也越大。

受噴表層的材料組織發生變化：受噴表面變得粗糙。受噴表面的粗糙度隨著噴丸強度的提高、表層硬度的降低和彈丸尺寸的減小而變差，尺寸增大。受噴表面的金屬被擠出，形成微小的金屬波峰，故而尺寸增大。

噴丸強化應用范圍

噴丸強化可預防汽車零件彎曲疲勞；噴丸強化可改善齒廓根部的彎曲疲勞屬性；噴丸強化可提高曲軸的抗疲勞性能和安全使用壽命；噴丸強化可增加連桿的強度和剛度。

強力噴丸工藝可提高齒輪齒部彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度，是改善齒輪抗咬合能力、提高齒輪壽命的重要途徑；表面噴丸強化是提高緊固件抗疲勞斷裂的應力腐蝕、氫脆斷裂的一種行之有效的表面強化工藝。經過噴丸強化后工件的使用可靠性、耐久性均可獲得明顯的改善和提高；表面噴丸通過改變材料的組織來達到改善疲勞性能（包括應力腐蝕性能）的目的，可提高緊固件品質。