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金屬表面噴丸工藝大全

2022-12-20 13:43:45 作者：理化檢驗(yàn)物理分冊來源：理化檢驗(yàn)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(jìn)行撞擊，以提高零件的部分力學(xué)性能和改變表面狀態(tài)的工藝方法。噴丸可用于提高零件機(jī)械強(qiáng)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(yīng)力等。

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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(jìn)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(chǎn)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(xiàn)有的工件表面處理方法中，清理效果最佳的還數(shù)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(shè)備中多由鉸龍、刮板、斗式提升機(jī)等原始笨重輸砂機(jī)械組成。用戶需要施建一個(gè)深地坑及做防水層來裝置機(jī)械，建設(shè)費(fèi)用高，維修工作量及維修費(fèi)用極大，噴砂過程中產(chǎn)生大量的矽塵無法清除，嚴(yán)重影響操作工人的健康并污染環(huán)境。

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噴丸強(qiáng)化分為一般噴丸和應(yīng)力噴丸。一般處理時(shí)，鋼板在自由狀態(tài)下，用高速鋼丸打擊鋼板的里面，使其表面產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。以減少工作中鋼板表面的拉應(yīng)力，增加使用壽命。應(yīng)力噴丸處理是將鋼板在一定的作用力下的預(yù)先彎曲，然后進(jìn)行噴丸處理。

噴丸設(shè)備的分類

噴丸強(qiáng)化設(shè)備主要有兩類：

一、機(jī)械離心式噴丸機(jī)，適用于要求噴丸強(qiáng)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(jī)（壓縮空氣式），適用于要求噴丸強(qiáng)度適中、形狀復(fù)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(shí)，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(zhì)脆而易于破碎。壽命短，使用不廣。主要用于需噴丸強(qiáng)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(zhì)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(zhì)污染和降低零件的表面粗糙度。

4、陶瓷丸

陶瓷丸的化學(xué)成分大致為67%的ZrO2、31%的SiO2及2%的Al2O3為主的夾雜物，經(jīng)熔化、霧化、烘干、選圓、篩分制成的，硬度相當(dāng)于HRC57~63。其突出性能是密度比玻璃高、硬度高。最早于20世紀(jì)80年代初期用于飛機(jī)的零部件強(qiáng)化。陶瓷丸具有較高的強(qiáng)度，壽命比玻璃丸長，價(jià)格比較低，現(xiàn)已擴(kuò)展到鈦合金、鋁合金等有色金屬的表面強(qiáng)化。

噴丸機(jī)噴嘴的介紹

1、直桶形噴嘴：直桶形噴嘴結(jié)構(gòu)簡單，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)上分成收縮段、平直段和擴(kuò)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(gè)噴嘴，二者之間有間隔，在間隔處的四周有幾個(gè)小孔。

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

影響噴丸質(zhì)量的參數(shù)

1、噴丸強(qiáng)度

影響噴丸強(qiáng)度的工藝參數(shù)主要有：彈丸直徑、彈流速度、彈丸流量、噴丸時(shí)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(shí)間等。

3、表面粗糙度

粗糙度的影響因素：零件材料的強(qiáng)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(qiáng)化后的特點(diǎn)：零件受噴表面殘余壓應(yīng)力的大小和壓應(yīng)力層的深度取決于受噴材料的性能和噴丸強(qiáng)度。材料的強(qiáng)度和硬度越高，壓應(yīng)力就越大，壓應(yīng)力層的深度就越淺，噴丸強(qiáng)度越高，壓應(yīng)力層的深度也越大。

受噴表層的材料組織發(fā)生變化：受噴表面變得粗糙。受噴表面的粗糙度隨著噴丸強(qiáng)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(qiáng)化應(yīng)用范圍

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

強(qiáng)力噴丸工藝可提高齒輪齒部彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)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(qiáng)化是提高緊固件抗疲勞斷裂的應(yīng)力腐蝕、氫脆斷裂的一種行之有效的表面強(qiáng)化工藝。經(jīng)過噴丸強(qiáng)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(dá)到改善疲勞性能（包括應(yīng)力腐蝕性能）的目的，可提高緊固件品質(zhì)。