强化喷丸在汽车零件应用上的问题和建议

对金属材料零件进行喷丸强化,是提高其疲劳应力和腐蚀抗力行之有效的途径。喷丸强化,对灰铸铁以外的几乎所有工业用金属和材料均有明显强化效果。由于它具有投资少、耗能低、设备简单、操作简便、生产效率高、适应性广等一系列优点,所以越来越受到国内外的高度重视。*汽集团公司将喷丸技术应用于解决汽车零件疲劳寿命不足的问题开始于1980年,现已在不少零件上获得应用,并取得明显效果。

(l)目前国内生产喷丸材料的制造厂(钢砂厂)已不少,但是不少厂家的钢丸质量还有
问题。主要问题表现在铸钢丸的粒度分布达不到标准要求,尺寸较分散不集中,纯净度不够,有灰尘和细碎片;此外还有较严重的淬火裂纹。这些必将影响喷丸的强化效果及稳定性,应加以解决。
(2)强化喷丸不同于清理喷丸,前者必须保证丸粒在整个循环使用的过程中,有80%以上的丸粒应是完整的,这样才能获得稳定的良好的喷丸强化效果。目前,国产喷丸机大多数都设有良好和高效的丸粒分离装置,均不理想。*汽集团公司从日本引进的齿轮喷丸机情况好些,但循环使用中破碎丸还存在不少,应加紧研制简易而高效的丸粒分离装置。
(3)喷丸过程的工艺控制。喷丸强化效果决定于许多参数,如丸粒材料种类、尺寸大小及其分布、硬度、喷射速度、喷射时间等。较佳参数*旦确定,必须尽可能稳定不变并不时对其进行监控。目前,世界各国大多采用阿曼测定仪来加以控制,但还存在*定的问题。现在我们制造的阿曼试片的精度和硬度的均匀性不理想,生产的阿曼2号测量仪在结构、精度及外观上都有待改进。
表面覆盖率的测定,特别是接近全覆盖(98%)时的测定很困难,高硬度试件的表面覆盖率更难测定。覆盖率对残余应力的分布有很大影响。试验结果表明(图5),随着覆盖率的增加,残余压应力的峰值、峰值深度及交叉点深度均随之而增加。而高的残余压应力场对提高抗疲劳性能是有利的。因此,应研究*种简便而准确的覆盖率测定方法。
美国金属改进公司提出*种方法,它是在喷丸加工前在被喷表面涂以液体荧光涂层,干燥后形成*层弹性膜。在被喷打处,此膜即被除去或不同程度被除去,未被喷打处的膜则保留下来。在紫外线照射下喷射区和未喷射区很容易被区分出来,并能判断其被喷打的强烈程度,此即所谓喷丸痕迹检查法。
它特别适用于形状复杂零件(如轮齿齿沟内孔等)、高硬度零件的覆盖率的检查。但此是美国专利。我们曾和中科院物理所做过试验,尚有待继续研究。
(4)在喷丸强化机理的研究方面国内外已做了大量的研究工作,*般认为主要是宏观残余应力与应变硬化共同作用的结果。但是,微观应力、材料、硬度、组织、应力松驰、过喷引起损伤、回火等的影响也是很重要的,还有待于进*步深入研究