喷丸强化GE标准 (2)
TASK 70-47-01-380-0161. 概述。
A. 喷丸是利用金属丸，玻璃丸，陶瓷丸来达到工件表面强化的工艺。
实质上，它在表面形成残余压应力，从而提高了抗压力腐蚀和和抗击循环疲劳的能力。
特定零件表面修整所需的介质的成分，尺寸，强度和覆盖率都在发动机/车间手册中有具体规定。
B. 喷丸介质通过高压风冲击工作表面。
喷丸射流有直接冲击和反射冲击两种方法。
直接冲击是使用标准喷嘴，偏转喷嘴或者长矛枪喷嘴与零件表面成35度角冲击而成的线状气流。
反射冲击是非线状冲击，工件表面通过另一表面反射的喷丸射流而完成喷丸。
C. 喷丸主要使用干介质。
然而，湿玻璃丸喷丸法可以用作干玻璃丸喷丸法的替代方法。
不同的介质用不同的范围来表征喷丸强度。
金属丸主要用来表征阿尔门A范围的喷丸强度。
陶瓷丸和玻璃丸介质用阿尔门N范围指定的强度来喷射零件。
注意：低强度喷丸可以使用金属喷丸，用阿尔门N试片来测量。
D. 在喷丸操作的阿尔门N范围内，陶瓷丸可以用作玻璃丸的替代品。
因为质量和尺寸上的差别，陶瓷丸和玻璃丸介质在喷丸时的参数也不一样。
当使用陶瓷介质时，喷丸机的参数需要重新设定。
对于指定的阿尔门强度，陶瓷丸比起玻璃丸能产生更深的应力层。
因此，当在含有薄片状(比如叶片前缘)的工件上进行喷丸程序时，喷丸强度最好定在允许强度范围的前半部分。
E. 喷丸操作通常由计算机控制，自动控制或人工设备控制以及加工来完成。
参考，设备。
F. 替代喷丸介质的使用，参考，，和，材料。
G. 不同种类，硬度，尺寸的喷丸介质不能混合在一起。
2. 设备。
Subtask 70-47-01-380-161A. 喷丸机包括使喷丸射流受控的可移动喷嘴，使工件通过喷丸射流的的转动和回转工作台，使喷丸介质输送至喷嘴的机构，去除设备运转过程中产生的破损丸粒的筛分装置和控制喷丸时间的记时装置。
一些特殊设备，比如在孔里、槽里或凹陷工件上喷丸的矛枪和偏转仪需要具备。
同样也需要提供一个延伸喷嘴来达到这些难以达到的区域。
(1) 通用喷丸设备。
所有的喷丸设备应满足以下基本要求：(a) 喷丸机通过空气压力驱动喷丸介质。
轮式喷丸是不允许的。
(b) 当喷丸机将工件以平移或者旋转(或者两者兼有)的方式通过喷射气流时，工件或者喷嘴要受控且重复移动。
警告：使用防护装备。
出自某些材料的粉尘，比如镍，对人员有吸入性危害。
警告：防止粉尘的堆积。
出自某些材料的粉尘，比如钛，容易引起火灾和爆炸。
(c) 喷丸机应该具备控制喷丸过程中粉尘的装置。
这些粉尘包含喷丸介质，出自工件、工装和其他一些和空气或喷丸介质接触的材料。
采取措施保护工作人员，避免接触这些粉尘。
(d) 避免使用能造成工件划伤的夹具(直接划伤或者是因为残留在夹具上的喷丸带来的划伤)。
除非设备充分接地，否则木质、可降解材料或金属-金属的夹具是不允许用的。
由高密度聚合体构成的夹具是符合要求的。
如果工件定位器由硬橡胶或聚亚安酯构成，此夹具也可用。
像硬橡胶这种有柔韧性的材料在夹具的重复使用中能体现出较好的优越性，能防止丸粒留在夹具上而造成工件划伤。
警告：遵守接地指示，避免对人员和工件造成伤害。
(e) 喷丸时能产生给人员和工件带来伤害的强大静电荷。
按如下通过传导介质或人工施加探针来接地。
1 用来接地的材料可以是软金属，它和工件接触的剖面需平滑。
2 用来接地的材料和探针在与工件接触的区域不能含有银、黄铜、青铜、铜、锌、石墨等物质。
3 静电荷同样会在喷嘴和装喷丸介质的容器内堆积，所以接地来释放电荷。
提醒：在喷丸过程中或喷丸结束后，如果出现比较大的电弧，需检查工件。
工件如果出现熔化或凹坑，则不可用。
(f) 在喷丸过程中或喷丸结束后，如果出现比较大的电弧，按如下做目视检查：1 检查探针与工件接触的区域是否出现熔化或凹坑。
2 参照，打磨步骤。
用打磨方式修理熔化或凹坑区域。
提醒：确保每个材料都使用正确级别的蚀刻剂。
根据，酸洗步骤，表1或者咨询当地GEAE代表选择正确的蚀刻剂。
3 根据，酸洗步骤，酸洗打磨区域。
4 根据，荧光渗透检查，检查酸洗区域。
5 根据发动机/车间门手册重新喷丸。
(g) 喷嘴和空气射流的磨损会影响工艺质量。
喷丸厂家需要制定喷嘴控制方案。
喷嘴控制方案应考虑如下情况：1 使用前先目视检查喷嘴和空气射流是否可用。
2 确保喷嘴和空气射流在肉眼观察下没有明显损伤和不均匀的磨损。
3 喷嘴磨损不能超过公称直径的15%，空气射流磨损不能超过公称直径的10%。
4 如果发生磨损，重新建立饱和曲线来测试喷丸强度，确保喷嘴能达到所需的强度。
(h) 磨损或损坏的的喷嘴会影响喷丸射流对工件的对准。
需要检查喷丸后的覆盖范围。
(2) 手动喷丸设备。
基于手动重复性差，手动喷丸(手握和移动喷嘴)不建议使用。
(a) 手动喷丸设备需要提供可控的空气压力，还能让操作者安全看到工件和要喷丸的表面，而且要保证喷丸介质被稳定地送到喷嘴机构。
(b) 对于有时限要求的的转动件和在高压涡轮上的叶片不允许使用手动喷丸。
对于局部修理，手动喷丸有相应规定且只能在如下情况下允许使用：1 一些组件，比如管路组件，它们的构造使之比起自动喷丸，手动喷丸更容易达到均匀覆盖。
2 根据，旋片喷丸。
对一些在固定大零件上金属切削下的小区域或焊接区域用手动喷嘴或旋片喷丸的方式。
3 只有在工艺文件上具体说明且在工件上有授权的具体位置才能给有时限要求的的转动件和在高压涡轮上的叶片实施手动喷丸。
(3) 自动喷丸设备。
自动喷丸设备需要手动安装和配置工件、喷嘴位置和工艺参数。
另外，工艺参数的监测需要操作者来管理，不过，操作过程中就不需要操作者的任何参与。
(a) 自动喷丸机须装有计时装置或循环计数器，保证重复喷丸。
(b) 为了防止喷丸射流在一个地方意外停留，自动喷丸机应具备启动-关断互锁开关的装置，保持当空气压力供给时转台的连续转动。
注意：在对准工件表面以前，喷丸机应具备使喷丸射流保持稳定的装置。
如果喷嘴在喷丸循环结束后仍然对准零件，最好的关断顺序是，先关断空气压力供给，再关断喷丸射流。
(c) 自动喷丸机应具备自动去除运转过程中产生的破损丸粒的筛分装置。
推荐使用整套的筛分装置。
(d) 喷丸车间的角色很重要，要保证喷丸射流对准工件以获得所需的强度和覆盖面。
提醒：不允许转动物体碰触工件表面。
必须控制公差避免损伤工件以提供良好覆盖。
(e) 必须要控制喷射气流，偏转、喷嘴设置角度、位置和角度重复性来防止不正确的喷丸结果。
转台轴承严重磨损将造成零件位置变化而影响均匀覆盖。
当转动的物体离工件表面比较近时，受控尤其重要(如在螺栓孔里使用矛枪时)。
在这些情况下，更要严格受控防止零件磨损。
(4) 计算机控制喷丸设备。
计算机控制喷丸设备利用计算机(或可编程逻辑控制器或数控型控制器)来储存丸粒、设定和控制参数。
这个设备应该具备筛选、控制和监控的能力。
喷丸空气压力喷射气流速度喷丸时间，进料速度，循环次数工件和喷嘴的位置、方向和速度矛枪转动速度(在使用时)(a) 喷丸机应具备保证对零件重复喷丸的记时装置和循环计时器。
(b) 为了防止喷丸射流在一个地方意外停留，自动喷丸机应具备启动-关断互锁开关的装置，保持当空气压力供给时转台的连续转动。
注意：在对准工件表面以前，喷丸机应具备使喷丸射流保持稳定的装置。
如果喷嘴在喷丸循环结束后仍然对准零件，最好的关断顺序是，先关断空气压力供给，再关断喷丸射流。
(c) 当检测到如下任何参数有变化而造成强度和覆盖在修理要求范围之外时，喷丸机应具备持续控制和终止设备的能力。
空气压力喷射气流速度工件/喷嘴的位置和速度(d) 喷丸机应具备自动去除运转过程中产生的破损丸粒、超尺寸丸粒、小尺寸丸粒的筛分装置。
所有的喷丸在重新使用前必须都通过筛分装置。
筛分装置通常有振动筛来筛选出超尺寸的和小尺寸丸粒。
螺旋分离器可以更进一步的去除不规则丸粒，但是没必要让所有的丸粒都通过螺旋分离器。
(e) 喷丸厂家的角色很重要，要保证喷丸射流对准工件以获得所需的强度和覆盖。
提醒：不允许转动物体碰触工件表面。
必须控制公差避免损伤工件以提供良好覆盖。
(f) 必须要控制喷射气流，偏转、喷嘴设置角度、位置和角度重复性来防止不正确的喷丸结果。
转台轴承严重磨损将造成零件位置变化而影响均匀覆盖。
当转动的物体离工件表面比较近时，受控尤其重要(如在螺栓孔里使用矛枪时)。
在这些情况下，更要严格受控防止零件磨损。
B. 阿尔门试片夹具。
阿尔门试片是用来评估喷丸效果的工件构造复制品，它需要和工件在轮廓和遮光效果方面的误差不超过 inch (1.5 mm)，试片应和它代表的工件表面硬度类似，这样才能使弹跳在表面上的丸粒和在真实工件上的效果一样。
3. 材料。
Subtask 70-47-01-380-162A. 金属丸和玻璃丸都是球形的，不需要丸粒的过度压裂就能产生所需的喷丸强度。
有多种种类和尺寸的金属丸和玻璃丸可供选择，来满足发动机/车间手册规定的喷丸强度。
注意：符合表2的同等尺寸的丸粒型号在满足表3时可以互相代替。
举一个尺寸同等的例子，丸粒CCW 14可以作为S110的替代品(它的公称直径接近表1中使S110最少通过50%的筛网直径）。
当可调质切丝丸替代铸钢丸时，破损丸粒的数量必须要符合表1要求，但不适用表2关于观察区域不可接受丸粒的最大数量的规定。
这个规定使喷丸机上能残留铸钢丸，已调质切丝丸也是一样的情况。
任何种类的丸粒替代品都要重新绘制符合段落.(1)(g)的饱和曲线图和测量覆盖度。
(1) 铸钢丸。
(a) 铸钢丸，其高硬度应满足AMS 2431/2，喷丸介质(ASH)铸钢丸，高硬度(55-62 HRc)的要求。
参看表1关于丸粒尺寸定义的参考。
Cast Steel Shot Sizes and Screening Tolerances (inches) - Table 1Sho t Siz AllPass .ScreenMax 2%on .ScreenMax 50%on .ScreenCumula-tive Min90% on .ScreenCumula-tiveMin 98%on .MaxNumber ofBrokene Size(inches)(inches)(inches)(inches)Screen(inches)andDeformed1 ShotAcceptable perInspection Area(inches)780678101211 perx 66078 10 12 14 16 perx 5508 10 12 14 16 22 perx 46010 12 14 16 18 32 perx 39012 14 16 18 20 45 perx 33014 16 18 20 25 16 perx23018 20 25 30 35 32 perx17025 30 35 40 45 16 perx13030 35 40 45 50 23 perx11035 40 45 50 80 32 perx7040 45 50 80 120 45 perx注意：参考Figure 14。
喷丸强化GE标准
TASK 70-47-01-380-0161. 概述。
A. 喷丸是利用金属丸，玻璃丸，陶瓷丸来达到工件表面强化的工艺。
实质上，它在表面形成残余压应力，从而提高了抗压力腐蚀和和抗击循环疲劳的能力。
特定零件表面修整所需的介质的成分，尺寸，强度和覆盖率都在发动机/车间手册中有具体规^定。
B. 喷丸介质通过高压风冲击工作表面。
喷丸射流有直接冲击和反射冲击两种方法。
直接冲击是使用标准喷嘴，偏转喷嘴或者长矛枪喷嘴与零件表面成35度角冲击而成的线状气流。
反射冲击是非线状冲击，工件表面通过另一表面反射的喷丸射流而完成喷丸。
C. 喷丸主要使用干介质。
然而，湿玻璃丸喷丸法可以用作干玻璃丸喷丸法的替代方法。
不同的介质用不同的范围来表征喷丸强度。
金属丸主要用来表征阿尔门A范围的喷丸强度。
陶瓷丸和玻璃丸介质用阿尔门N范围指定的强度来喷射零件。
注意：低强度喷丸可以使用金属喷丸，用阿尔门N试片来测量D. 在喷丸操作的阿尔门N范围内，陶瓷丸可以用作玻璃丸的替代品。
因为质量和尺寸上的差别，陶瓷丸和玻璃丸介质在喷丸时的参数也不一样。
当使用陶瓷介质时，喷丸机的参数需要重新设定。
对于指定的阿尔门强度，陶瓷丸比起玻璃丸能产生更深的应力层。
因此，当在含有薄片状（比如叶片前缘）的工件上进行喷丸程序时，喷丸强度最好定在允许强度范围的前半部分。
E. 喷丸操作通常由计算机控制，自动控制或人工设备控制以及加工来完成。
参考，设F. 替代喷丸介质的使用，参考，，和，材料。
G. 不同种类，硬度，尺寸的喷丸介质不能混合在一起。
2. 设备。
Subtask 70-47-01-380-161A. 喷丸机包括使喷丸射流受控的可移动喷嘴，使工件通过喷丸射流的的转动和回转工作台，使喷丸介质输送至喷嘴的机构，去除设备运转过程中产生的破损丸粒的筛分装置和控制喷丸时间的记时装置。
一些特殊设备，比如在孔里、槽里或凹陷工件上喷丸的矛枪和偏转仪需要具备。
同样也需要提供一个延伸喷嘴来达到这些难以达到的区域。
喷丸强化工艺及对齿轮的影响
２ ０ １ ６ 年 第３ ４ 期 Ｊ 科技 创新 与应 用
喷 丸强化 工艺 及 对齿轮 的影 响
杨 园 园
（ 中 国航 发哈 尔滨 东安 发动 机 公 司 ， 黑 龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ６ ６ ）
摘
要： 随着航空齿轮 的种类越 来越 多和性能要 求越 来越 高， 喷丸强化在齿轮加工中发挥着越来越重要 的作 用 作为一种工艺
图 １ Biblioteka 表面形成的角度。（ ７ ） 过喷区。与通过标准试片检验的强化喷丸表面相 邻的 不进 行检验 的喷丸表 面
１ ． ３弹丸 （ Ｉ ） 弹丸 的规 格 、 外形 及其它 技术要求 应符合 Ｇ Ｂ ６ ４ ８ ４ ， 弹丸要尽 量 选择球形 的 ， 禁止侧 ｝ ｊ 带 有尖边 的 、 中空的或形状 规则 的弹丸 （ ２ ） 弹 丸的选择 原则 。 ａ 对表面光度 及形位公差 无严格要求 （ 或 非配合 表面 ） 的 大型零件 ， 可采用较大 尺寸的弹丸 以获得 较高 的喷丸强 度。ｂ ． 对表 面光 图 ２ 度要求较 高的零 件（ 包括 配合表 面 ） ． 应采用较 小尺寸 的弹丸 。ｃ ． 带有 内 ｅ ． 当从 曲线 上得到 的喷 丸强度 未满 足 要求 时 ， 则重新敢 一组 试 片 ． 外圆 角 、沟槽 的零 件 ，弹 丸直径 应小于 内￣ ＇ Ｉ － Ｎ角半径 和沟槽宽 度的一 凋整 丁芝参 数后 ， 按 以上 的步骤重新 试验 ， 直至得到 满 足要求 的 弧尚度 半。 曲线 。 １ ． ４喷丸强化 的设 备， ］ Ｉ 装 （ ３ ） 零件 的保护 。冈 中非喷丸 的表 面应进行保 护 ． 避免 这些表 血 浸 （ １ ） 喷 丸机 。喷 丸机主 要有两种 类型 ： 气 动式喷 丸机和 离心式 喷丸 到弹丸束的打击 损伤。当无法保护时， 必须使这 表面昭有足够的余 机： （ ２ ） 检验Ｊ ｛ ｊ 筛。 检验用筛应符合 Ｇ Ｂ ６ ０ ０ ３ ， 用它来检验弹丸尺寸 ， 将不 量 ， 以去掉 受到影 响的材料 。 合格的弹 丸过滤出 去， 每 次使 用完后 清理 干净 ， 保证筛 孑 Ｌ 不被堵 塞 。（ ３ ） ２喷 丸强化对齿 轮的影响 试片 除 了南特殊规 定外 ， 试片材料 为 ７ ０ 或６ ５ Ｍ ｎ 冷扎 弹簧钢 。 标准试 ２ ． １喷丸强化及 其对疲劳 的影响 片分 种类 型 ： Ｎ型 、 Ａ型 、 Ｃ型 ， 其规 格尺寸如表 １ ： 利Ｈ ｊ 以上 原理 ，通过 喷丸强 化在零 件表面 产生一 薄薄的高 残余 表 １ 应 力层 ， 而消除疲劳 失效的 （ ２ ） 过程 ． 即可抑制疲 劳裂纹 的扩展 ． ． 零 件削 面上 的应 力分布 可用图 ３ 表示 。 试片代号 尺寸：长×宽×高 ２ ． ２喷 丸强化对齿轮 传动 的影响 Ｎ 型 ７ ６ ×１ ９ × ０ ． ８ ±０ ． ０ ２ ＇ 喷 丸 强 化 用 于 传 动 齿 轮 主要 是 为 ｒ： （ １ ） 改 善 齿 根 网 角 的 疲 劳 强度 。（ ２ ） 提 高齿 面疲 劳寿命 ， 减少疲 劳点蚀 ． 增力 Ｉ 】 耐Ｊ ｛ ｛ 性。（ ３ ） 有助 于街 Ａ 型 ７ ６ ×１ ９ ×１ ． ３ ±Ｏ ． Ｏ ２ 轮或传 动系统的润 滑。（ ４ ） 喷丸 可以消除 机械加１ 街面上形成 的横向 Ｃ 型 ７ ６ ×１ ９Ｘ ２ ． ４ ±０ ． ０ ２ 连续刀痕 。 弧 高度测具 ： 测 艟标准 试片弧 高度值 的标 准弧 高度测具 ， 其结构 及 ２ ． ３提高齿 轮的耐 久性 与抗点 蚀疲劳 尺寸应 符合 如图 １ 所， Ｊ ｊ 喷 丸强化也 可以改善街 表面疲劳寿命 街轮 啮合时 ， 半行于齿 的 １ ． ５喷 丸过 程要求 次表 面的剪切应 力使齿 部 出现 疲 点 蚀 由于两 街轮 是沿着 线 ｌ ｒ ｌ 滚 （ Ｉ ） 喷 丸前零 件状态 。需 要喷 丸强化 的表面 应清除像 黄油 ， 矿物 油 动啮合， 在节圆上下所产生的滑差可能高达 ４ ０ ％。这种滑动 町能在『 ｆ 合 等污物 。 而 且不应有 阳极化 膜 ， 电镀膜 ， 涂层 等那样的表 面附着层 需要 表面下面约 ０ ． １ ５ ｍ ｍ 处产生细微 裂纹 这 裂纹 向表面扩展 至陔金属 小 喷 丸强化 的表面内腔 应光滑过渡 并且尖边应倒 圆 。 （ ２ ） ＿ Ｔ艺 参数的确 定。 楔块 破裂脱 落便 形成 蚀 疲坑 。由于裂纹 不能 向』 ＝ ｌ 城 力层 内扩展 ， ｍ 喷 ｒ 艺参数主要包括 ： 弹丸直径 、 弹丸速度 、 弹丸流量 、 喷射角度、 喷射距 丸强 化可 以得 到 ０ ． １ ８ ａ ｒ ｍ － － ０ ． ２ ０ ａ ｒ ｍ厚的压应 力层 ，所 以喷丸强化能 够防 离、 喷 丸时 间 、 风压 、 零 件转速 和移动 速度 、 喷嘴 的移动 速度 和移 动行程 止点 蚀疲劳 。 等 内容 ， 确定 ＿ １ 二 艺参 数按下述 步骤进 行 ： ａ 将喷 丸试片装 在试 片夹 具上 ， ２ ． ４喷丸强化 可以 去除连续 刀痕 使其处于与零件喷丸部位相同的位置… ｂ 现估 汁一组参数ｉ Ｊ 爿 整喷： Ｌ ￣ Ｊ ｌ 齿 轮加工 中在齿 面上 现 的连续 刀痕 ， 可 能会 导致 齿轮断齿 火效 。 对试片进 行一定时 间的喷 丸后卸 下 ，用弧 高度测 具测量 试片 的弧高度 喷丸 强化可 以作 为将齿 面刀痕改善 到“ 允许” 状念的一种技 术 。 值， 并 且观察表 面覆 盖率 。 ｄ ． 对一组 试片 ， 选取 不同时间重 复 ａ 、 ｂ 、 ｃ ， 以便 ３结束 语 获得数个试验数据（ 一般取 ６ － １ ０片喷丸 ） ， 按所获得的数据， 作｝ ｛ Ｉ 如图的 喷 丸ｊ 虽 化通常 用于如下情况 ： （ １ ） Ｎ￣ Ｉ Ｉ 疲 劳强Ｊ ｛ ￡ （ ２ ） 减 少造成 轮 弧高度 曲线 ． 由曲线 上的饱和点 来确定喷 丸强度 。 耐用性 能降低的点 蚀疲 劳 ， 提 高 轮使刚 寿命。 （ ３ ） 仃助于齿轮 润滑 、 （ ４ ）
激光喷丸强化技术
摘要激光喷丸强化技术是一种有效的金属疲劳解决方案，是具有很多优越性的全新的金属表面强化技术。
与常规喷丸类似，也是通过在金属表面引入残余压应力而增强金属零件的抗疲劳性能。
不同的是，激光喷丸是利用高能脉冲激光在零件表面诱导产生冲击波，冲击波作用于金属表面产生机械“冷作”作用产生塑性变形引入残余压应力，而残余压应力增强了零件材料对表面相关破坏的抵抗能力。
本文对304不锈钢试样分别进行激光喷丸与机械喷丸处理，对处理结果分析表明通过激光喷丸处理，表层晶粒得到了细化，但没有产生明显的马氏体相变，随着喷丸能量密度增大，应力腐蚀敏感性减小；而通过机械喷丸处理的试样，晶粒细化的同时诱发了明显的马氏体相变，随着喷丸压力升高，应力腐蚀敏感性呈现先减小后增大的变化趋势。
关键词：激光喷丸强化技术，机械喷丸技术，马氏体相变，应力腐蚀目录1绪论 (3)1.1激光喷丸强化技术的研究背景 (3)1.2激光喷丸强化技术的研究现状 (4)2 传统喷丸强化技术 (6)2.1机械喷丸强化技术 (6)2.2超声喷丸强化技术 (7)3激光喷丸强化技术 (8)3.1激光强化技术技术原理 (8)3.2激光强化技术实验研究 (9)3.3激光强化技术实验结论 (11)4激光喷丸强化技术适用范围 (12)参考文献 (13)1绪论1.1激光喷丸强化技术的研究背景在实际的工程应用中，尤其是在机械工程和航空航天等领域应用的机械产品和装备中，其关键零部件通常受到热、力等交变载荷的作用，常常发生磨损、断裂和疲劳破坏，导致产品在有效寿命期内过早报废。
疲劳破坏作为一个逐渐发展的过程，通常包括裂纹形成、裂纹稳定扩展和裂纹失稳扩展三个阶段。
完整的疲劳过程分析，既要研究裂纹的萌生，也要研究裂纹的扩展，但对于某些在制造或使用过程中已不可避免地引入了裂纹或类裂纹缺陷的构件，则主要考虑如何采用延寿工艺控制其裂纹扩展，提高疲劳寿命。
为有效提高结构件的抗疲劳失效的能力，目前国内外学者主要开展了两个方面的工作：一方面，致力于提升零部件表面性能的先进制造方法研究，如热处理、深冷处理、电磁热处理、复合材料胶补、激光改性等方法已逐渐应用于零件表面改性和延寿；另一方面，针对疲劳裂纹断裂机制和寿命预测模型开展了探索研究，目标是建立科学的设计理念和安全准则。
喷丸处理规范
NOV 喷丸处理规范
一、喷丸处理类型
喷丸处理型号喷丸尺寸强度(mm) 试片类型是否遮盖NSPS-100-2 S-110 0.28-0.33 A 是
二、预处理
1.喷丸零件需去除污渍如油脂，污垢，油腐蚀，以及防腐镀层如阳极涂层，镀层或者油漆。
2.喷丸硬度不得低于45HRC。
三、质量保证及过程控制
1.测试片与其它喷丸件一起进行喷丸处理,用来检测喷丸强度。
此测试需在喷丸开始和结束以及者喷丸过程中每隔8小时进行,以较短时间为准。
更换零件种类时也要在开始和结束时分别喷试片。
2.喷丸介质必须大小形状统一(理论为球形),同时保证有锐边或者损坏.定时检查喷丸过程,需保证喷丸的均匀性,从而保证小于10%的砂球变形或者损坏。
3.为每个零件号和能够生产出合格件的控制因素参数建立档案.同时,控制因素必须记录在案,除过程的参数变化外,还包括下列数据:
机器类型(气动型或者离心型);
喷嘴或转轮数目;
喷嘴或者转轮大;
喷嘴或喷丸口位置;;
空气压力或者转轮速度rpm(转/分钟);
喷嘴(或转轮)-到-工件距离(或者控制程序参考数目)
喷丸介质类型,硬度,大小
工件平移和旋转速度
工作过程中测试片位置
喷丸时间
计量孔大(仅限于气动机器)
测试片类型( A,N,C)
夹紧和遮蔽装置
六、文件
文件须记录零件已据最新版本的规范要求进行了喷丸处理以及相关检验,并需遵循认可的检测要求. 报告需包括下列各项:
1.采购订单号
2.批号
3.零件号
4.零件数量
5.零件系列号
6.过程控制参数报告(参照3.3)。
喷丸强化名词解释
喷丸强化名词解释“喷丸强化”一种用于改善金属和树脂表面性能的表面处理技术，它可以将非金属粒子（尤其是非金属硬度颗粒）射送或涂覆到金属和树脂表面上，从而改变金属和树脂表面的性能。
它是一种有效的耐磨减小技术，可以提高金属和树脂表面的易操作性和耐磨性，还可以根据不同的应用场景改变表面性能，如外观、洁净和磨损等。
喷丸强化的金属和树脂表面是通过一种称为喷丸强化的机械过程来达到。
这种过程会将被处理表面和压缩的喷射介质，如砂丸或金属粉末，分别放入一个真空室中的工件，然后由紧凑的压缩空气将砂丸或金属粉末均匀地射入表面，以改善表面硬度和抗磨损性能。
喷丸强化不仅可以大大增加金属和树脂表面的耐磨性，而且可以提高表面的粗糙度、外观和洁净度，减少表面的污染，从而提高整体的表面性能。
它还能够改变表面的摩擦系数，增强表面的可视度和耐候性，从而提高产品的耐久性和使用寿命。
喷丸强化是一种广泛应用的表面处理技术，广泛应用于汽车制造、航空航天、模具制造、机械制造、刀具加工、电子领域等。
对汽车来说，喷丸强化可以改善金属表面性能，减少汽车抛光工作，防止腐蚀，提高汽车外观，增强汽车耐磨性，节省能源，节约材料和加工成本，提高汽车的使用寿命和性能。
此外，喷丸强化还可以用于模具制造。
例如，在铸造模具制造过程中，喷丸强化可以改善模具的表面硬度，从而提高模具的精度和稳定性，降低气孔的数量，改善外观，改善表面的光滑度，降低整体模具的成本。
总之，喷丸强化是一种表面处理技术，用于改善金属和树脂表面性能。
它可以增加表面的耐磨性、光滑度和可视度，改善外观，降低磨损，增强耐候性，减小表面电阻性，改善表面摩擦系数，从而提高整体表面性能，为不同领域的产品提供更加高效、更加安全的表面处理技术和产品服务。
喷丸强化技术ppt课件
王欣, 等. 材料保护，44（2011）9.
2124-T851铝合金喷丸
王欣, 等. 材料保护，44（2011）159.
Al-Zn-Mg合金高能喷丸
样品在真空炉中固溶处理（480℃，60min）， 直径8mm的不锈钢弹丸
李茂林. 中国表面工程，20（2007）18.
16
Al-Zn-Mg合金高能喷丸
0.1-0.8 mm
3
硬化层内产生的两种变化
（1）形成高密度位错，其 在随后交变应力及温 度的作用下逐渐排列 规则，呈现多边形， 在硬化层内形成了更 小的亚晶粒；
（2）形成了高的宏观残余 压应力。
4
第二节 喷丸强化设备及弹丸材料 设备 1）气动式喷丸机
优点：操作灵活 。 缺点：功耗大、效率低。 应用：要求喷丸强度较低、
应用： 1）黑色金属零件：铸钢丸、铸铁丸或玻璃丸； 2）有色金属和不锈钢零件：玻璃丸或不锈钢丸。
7
第三节 喷丸强化应用及研究
目的：细化晶粒，提高性能。
流变区
过渡区
Al-Si合金喷丸处理后断面结构
李慕勤, 等. 材料表面工程技术，2010.
8
材料：2024-T351铝合金板材
王明涛, 等. 航空制造技术，5（2012）92.9
超声喷丸
超声喷丸与普通喷丸的主要区别为弹丸（或 撞针）从各方向以超声频撞击已被固定的材料表 面。
优势：实施方便、效果显著、适应面广、消耗低等。
应用： 1）由于其引入材料内部的能变较大,常用于实现
材料表面的纳米化,降低氮化温度等方面； 2）在飞机、坦克、汽车和各种机械设备的齿轮、
轴承、涡轮盘、叶片及模具、切削工具等。
品种多、批量小、 形状复杂、尺寸较 小的零件。
经典喷丸强化技术.ppt
超声喷丸与普通喷丸效果比较 （7075-T651合金）
张新华, 等. 航空制造技术，13（2008）78.
超声喷丸与普通喷丸效果比较 （7075-T651合金）
张新华, 等. 航空制造技术，13（2008）78.
超声喷丸与普通喷丸效果比较 （7075-T651合金）
王明涛, 等. 航空制造技术，5（2012）92.
7075铝合金喷丸
胡永会, 等. 材料研究与应用，4（2010）174.
胡永会, 等. 材料研究与应用，4（2010）174.
胡永会, 等. 材料研究与应用，4（2010）174.
2124-T851铝合金喷丸
二次喷丸： 铸钢丸+玻璃丸
王欣, 等. 材料保护，44（2011）9.
张新华, 等. 航空制造技术，13（2008）78.
超声喷丸与普通喷丸效果比较 （7075-T651合金）
张新华, 等. 航空制造技术，13（2008）78.
谢谢各位！ 不足之处敬请指正！
第三讲 表面改性技术
（喷丸强化技术）
邢亚哲 博士/副教授 长安大学 材料表面强化研究所
主要内容
喷丸强化原理 喷丸强化设备及弹丸材料 喷丸强化应用及研究 喷丸技术新发展
第一节 喷丸强化原理
概念：是将大量高速运动的弹丸连续喷射到零件表 面上，使金属表面产生强烈的塑性变形，形 成一定厚度的形变硬化层的工艺过程。
超声喷丸
超声喷丸与普通喷丸的主要区别为弹丸（或 撞针）从各方向以超声频撞击已被固定的材料表 面。
优势：实施方便、效果显著、适应面广、消耗低等。 应用： 1）由于其引入材料内部的能变较大,常用于实现
浅谈金属的喷丸强化
浅谈金属的喷丸强化摘要：喷丸是高速运动的弹丸流, 喷射在金属表面的加工过程。
金属表层在弹丸的冲击作用下, 发生强烈的塑性变形, 这种塑性变形属于循环应变的性质。
其结果使应变层内的组织结构和应力状态发生变化。
关键词：喷丸强化组织结构金属性能残余应力一、喷丸强化原理喷丸强化过程就是将高速运动的弹丸流连续向金属零件表面喷射的过程, 弹丸流的喷射如同无数小锤向金属表面锤击, 使得金属表面层产生极为强烈的塑性形变, 从而产生了冷作硬化层, 此层称为表面强化层。
从应力状态来看强化层内形成较高的残余压应力；从组织结构来看强化层内形成了更加细小的亚晶粒组织。
二、金属的喷丸强化对组织结构及应力状态的影响喷丸是高速运动的弹丸流, 喷射在金属表面的加工过程。
金属表层在弹丸的冲击作用下, 发生强烈的塑性变形, 这种塑性变形属于循环应变的性质。
其结果使应变层内的组织结构和应力状态发生变化。
1、昌粒变化、晶格咬变、镶嵌细化零件表面在高速（70m／s）弹丸冲击下, 可使金属表层晶粒的形状、尺寸和方位发生变化, 晶格发生歪曲、畸变, 面间距发生变化。
金属表层由于弹丸作用产生塑性变形, 镶嵌块Ε亚晶粒Η细化, 形成微细的镶嵌块组织。
大量实验结果证明, 零部件表面镶嵌块越小, 其疲劳强度越高。
微细的镶嵌块组织, 不仅能提高零件的室温疲劳强度,而且还能提高零件的高温疲劳强度。
2、微观应力由于应变层内晶格产生畸变, 使亚晶粒之间产生很高的应力, 即微观应力。
微观应力的存在, 对零件的疲劳强度也产生有利的影响。
3、显微组织转变从表面上看, 喷丸似乎是一种冷变形加工过程, 其实不然, 当高速弹丸冲击零件表面时, 金属表面受到瞬间局部高温加热。
据沙维林测定的结果, 表面温度可达600度以上。
在微观应力和瞬时高温作用下, 会使应变层内的显微组织发生转变。
根据卡拉谢夫的研究, 渗碳淬火后的12Cr2Ni4 钢,经喷丸后可使残留奥氏体转变成马氏体。
金属材料的喷丸强化原理及其强化机理综述
金属材料的喷丸强化原理及其强化机理综述喷丸强化是一种常用的金属表面处理技术，通过将高速喷射的金属颗粒或研磨料冲击在金属表面上，可以改善金属的表面质量、增强金属的抗疲劳性能和耐蚀性能。
喷丸强化的原理及其强化机理主要有以下几个方面：1.表面清理：喷丸强化过程中，高速喷射的金属颗粒或研磨料冲击在金属表面上，可以将表面的氧化物、油污、锈蚀物等清除干净，从而提高金属表面的清洁度和质量。
2.表面硬化：喷丸强化会在金属表面形成一定深度的冷作硬化层，这是因为金属颗粒或研磨料的冲击会引起金属表面的塑性变形和冷变形，从而产生强化效果。
这种硬化层可以增加金属材料的硬度和耐磨性，提高抗疲劳性能。
3.残余压应力：喷丸强化会在金属表面产生一定的残余压应力，即冲击力的作用下，金属表面产生压缩变形，而内部则产生拉伸变形。
这些残余压应力的存在可以有效地阻止裂纹和缺陷的扩展，提高金属材料的抗拉强度和延伸率。
4.容积效应：喷丸强化可以在金属表面形成很多微小的挤压区，这些微小的挤压区可以有效地增加金属的表面积，增强金属与周围环境的接触，从而提高金属的氧化和腐蚀性能。
5.变形和急冷回火效应：喷丸强化过程中，金属颗粒或研磨料的冲击会引起金属表面的塑性变形和变形加热，而喷射介质的冷却能力很强，会在喷丸后对金属表面进行急冷回火。
这种急冷回火效应可以改善金属的晶粒结构和组织性能，提高金属的韧性和抗疲劳性能。
总之，喷丸强化通过冲击、压缩、冷变形和急冷回火等机制，对金属材料的表面和组织进行改善和增强，从而达到提高金属的性能和延长使用寿命的目的。
这种技术在航空、航天、能源、汽车等领域有着广泛的应用前景。
金属材料的喷丸强化原理及其强化机理综述
金属材料的喷丸强化原理及其强化机理综述1 喷丸强化原理喷丸强化（Peening）是一种表面处理技术，该技术可以使金属或非金属材料表面几乎承受和耐受机械强度的变化和维护的方法。
它通过喷丸装置形成的动态压痕来改善材料的性能，以降低环境和表面潜在的威胁，从而提高整体结构的强度和寿命。
喷丸强化是在表面处理中使用力学加工的过程，可以应用于铝合金、碳钢、不锈钢和双向淬火钢等金属材料，它可以有效地提高材料的表面硬度和强度。
喷丸强化的原理是，使用压痕和动能来改变和完善表面，从而改善该表面的性能和机械性能，可以解决多种结构和断裂的问题，并可以提高外形精度和耐磨持久性。
2 喷丸强化机理喷丸强化机理涉及多种因素,如极化物质,弹性能,光反射表面,颗粒聚集度,弹性和摩擦力等。
其中，极化物质是喷丸强化的重要机理，极化物质可以将形成的压痕向四周传播以改善表面外观，并增强表面的硬度。
通过电荷分布模式的形成，还可以改变结构的几何维度，使表面形成不同形状的压痕，从而改善材料的表面硬度和耐久性。
弹性能的改善是另一个重要的强化机理，喷丸可以形成压痕磨损表面，从而改善不同表面的弹性能，降低撞击速度对材料的损失，使材料的表面更加平滑，增强材料的机械强度和耐久性。
光反射表面的改善是另一个喷丸强化机理，由于喷丸刻蚀表面形成了凹凸不平表面，使反射光线传播和反射更多，以提高表面的亮度和抗反射能力。
最后，喷丸强化还可以改变表面的密度，材料的密度是影响机械强度的重要因素。
而喷丸处理可以改变表面结构和形状，从而提高表面的密度，并使其结构更加均匀，从而提高材料的机械强度和耐久性。
3 总结喷丸强化是一种常用的表面处理技术，可以有效地提高金属材料表面的硬度和强度，对材料表面的耐磨性有良好的改善作用。
它主要依靠极化物质、弹性能、光反射表面和密度等机制来改善材料表面的性能，从而提高材料的用途和加工性。