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齒輪噴丸強化工藝應用

實踐證明,強力噴丸強化工藝是提高齒輪齒部彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度的重要方法,是改善齒輪抗咬合能力、提高齒輪壽命的重要途徑。
強力噴丸工藝最早產生于20世紀20年代,主要應用在軍事領域。隨著應用范圍的推廣,強力噴丸工藝提高齒輪疲勞強度和壽命的能力已被很多企業所證實。
工作原理:
噴丸強化工藝主要是利用高速噴射的細小鋼丸在室溫下撞擊受噴工件表面,使工件表層材料產生彈塑性變形并呈現較高的殘余壓應力,從而提高工件表面強度及疲勞強度。噴丸一方面使零件表面發生彈性變形,同時也產生了大量孿晶和位錯,使材料表面發生加工強化。如圖1所示

圖片關鍵詞

噴丸對表面形貌和性能的影響主要表現在改變零件的表面硬度、表面粗糙度、抗應力腐蝕能力和零件的疲勞壽命。零件的材料表層在鋼丸束的沖擊下發生循環塑性變形。根據材料的性質和狀態的不同,噴丸后材料的表層將發生以下變化:硬度變化、組織結構的變化、相轉變、表層殘余應力場的形成、表面粗糙度的變化等。
噴丸強度的測量方法
當一塊金屬片接受鋼丸流的噴擊時會產生彎曲。飽和狀態和噴丸強度是噴丸加工工藝中的兩個重要概念。飽和狀態是指在同一條件下繼續噴擊而不再改變受噴區域機械特性時的狀態。所謂噴丸強度,就是通過打擊預制成一定規格的金屬片(即試片),在規定的時間使之達到飽和狀態的強弱程度,并用試片彎曲的弧高值來度量其噴擊的強弱程度。

噴丸對提高零件疲勞抗力的作用
借助表面冷變形實現材料表面強化的本質在于冷變形造成材料表層組織結構的變化、引入殘余壓應力以及表面形貌的變化。
1、噴丸使材料表面性能改善;

2.噴丸對滲碳齒輪表層殘余應力的影響;

3.噴丸對零件表面粗糙度的影響。
在噴丸過程中,材料表層承受鋼丸的劇烈沖擊產生形變硬化層,這將導致兩種效果:一是組織上造成亞晶細化,位錯密度增加,晶格畸變加劇;二是引入高的宏觀殘余壓應力。此外,由于鋼丸沖擊使表面粗糙度有所增加,會使切削加工時產生的尖銳刀痕趨于圓滑。這些變化將明顯地提高材料的疲勞抗力和應力腐蝕抗力,從而明顯地提高齒輪的壽命。

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點擊次數:  更新時間:2017-12-11 10:43:09  【關閉
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