喷丸强度与覆盖率

察哈尔汗

我见了一份喷丸工艺，工艺规定喷丸强度0.15－0.2C，覆盖率400％，还有的喷丸强度标的是0.01－0.012inch。
这都是什么概念啊？如何测量？怎么实现？
谢谢！

[ 本帖最后由 察哈尔汗 于 2007-12-26 10:43 编辑 ]

察哈尔汗

经过查阅资料，咨询他人，明白了一些基本概念，与大家共享一下。
其实自己还不是很清楚，抛砖引玉吧，希望高手们指点！

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1 喷丸分类：喷丸按应用范围常分为三种类型①清理喷丸②强力喷丸（喷丸强化）③喷丸成形。大家在看资料或技术文件时，往往出现“抛丸”名词，简单理解是一个概念，严格意义上是：采用压缩空气作为动力源将弹丸喷射出来称作为“喷丸”；采用旋转叶轮叶片将弹丸抛射出来的常称作“抛丸”。不管采用哪种方式，达到的目的是一样的。
2 强力抛丸和清理抛丸区别：前者是受控抛丸技术，后者除时间外其它参数不变；前者处理目的是为了提高疲劳强度，后者顾名思义是为了去除表面氧化皮等杂质提高外观质量。强力喷丸习惯上又称作为“喷丸强化”、“应力喷丸”等。
3 强力喷丸：喷丸强化是一项非常传统的表面强化技术，原理是：借助高速运动的弹丸冲击工件表面，使其发生弹塑性变形，从而产生残余压应力、加工硬化等有利变化，以提高零件的弯曲／扭转疲劳强度和改善应力腐蚀开裂性能。
3.1  喷丸强化影响因素
3.1.1弹丸喷射到齿轮表面的运动速度：直接影响到喷丸强度和应力大小，选取原则是技术要求中喷丸强度值，靠调整电机转速来实现（变频控制）。
3.1.2弹丸直径和种类：直接影响到喷丸强度和应力状态，选取原则：直径依据齿轮／花键／沟槽等圆角大小和喷丸强度要求，种类依据强度和工艺要求。
3.1.3喷丸时间：直接影响喷丸覆盖率。选取原则依据零件喷丸覆盖率要求。
3.1.4弹丸流量：直接影响到喷丸应力和100％覆盖率时间。弹丸流量大，喷丸饱和时间短，喷丸强度和应力值下降，因此，应严格控制弹丸流量。
注意：喷丸强化弹丸流量与清理抛丸弹丸流量要求恰恰相反，清理抛丸需要大流量和大喷射角提高效率和质量，而喷丸强化则需要严格控制。
3.1.5喷射角度：保证有效工作区位置不变，影响喷丸强化质量，需要经常测量并保证有效工作区。
3.2  现场控制参数：
3.2.1 变频器数值也即电机转速。根据工艺要求调整。
3.2.2 强化喷丸时间，依据覆盖率要求调整。100％为t秒，400%即为4 倍t 秒 。
3.2.3 用A（阿尔门）试片测定喷丸强度。
3.2.4 覆盖率测定：工艺试验和设备调整时用荧光指示剂和体视显微镜配合进行测定；生产过程用喷丸时间测定来保证。
3.2.5 弹丸筛分：要求每班工作后进行筛分，去掉破碎、变小弹丸和杂物以保证强化喷丸强度和应力值符合要求。
3.2.6 弹丸流量控制：用管路中的闸板阀控制，新设备调整好后一般不要每天调整，但每班都要确认位置正确。
3.2.7 喷丸强化后残余压应力的测定，一般用X-ray应力测定仪测定。
4 喷丸强度常用N试片（有色金属）、A试片（最常用）、C试片（更高强度）。
   他们之间关系近视3倍关系。0.15-0.20C mm就相当于0.45-0.60A mm .

laoa

感谢楼主的分享，学习了！！

察哈尔汗

谢谢您，又让我学习了很多。
我对覆盖率的概念还不是很清楚，“100％为t秒，400%即为4 倍t 秒 ”这里的t秒是怎么回事？如何确定？是一个来回的时间吗？

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1 覆盖率是强力喷丸的一个衡量指标，但超过100％就无法测定，因此，规定98％覆盖时就定义为100％覆盖率。98％对应的喷丸时间为t秒钟（或者分钟），那么4倍于t秒钟喷丸时间对应的喷丸覆盖率就是400％。
2 大于100％的覆盖率只能用喷丸时间来间接衡量，不能直接测量。

xujingzhi

谢谢，我也学到了不少知识

察哈尔汗

谢谢讲解。
我还有一点疑问就是：100％的覆盖率是如何得到的？
我们的工件是立放旋转，喷嘴上下移动，那么100％的覆盖率是喷嘴从上喷到下还是喷一个来回呢，或是别的测量方法？

霜月

覆盖率是指被喷丸零件表面规定部位上弹痕占据的面积与应喷丸强化的面积之比，正如6楼所说一般规定98%就算是100%，用10倍放大镜观察，一般只在调试设备或需要仲裁时才检测。

satuo1987

学到了不少知识，谢谢哦

slfly

原来我以为对喷丸已经有很深的理解了，没想到天外有天。
向各位高人致敬。

qlf_126

正学习中  谢谢各位啦！

a83794080

各位朋友大家好。。。。。我来学习。。。。支持。。。。

shotpeening

需要注意的是饱和点的时间T与覆盖率的T是不一样的.

wdc_2010617

.强化喷丸概念
在了解喷丸强化技术之前，我们有必要将抛丸、喷砂、喷丸的三个容易混淆的概念解释一下。这三个概念其实就四个字：喷、抛、丸、砂，其中，喷抛是工艺方法，丸砂是使用的材料。喷，是用高压空气将丸、砂吹到工件的表面，抛是用高速旋转的叶片抛射到工件表面，丸用的是钢丸，砂用的是石英砂等。
喷丸过程就是将大量弹丸喷射到零件表面上的过程，有如无数小锤对表面锤击，因此，金属零件表面产生极为强烈的塑性形变，使零件表面产生一定厚度的冷作硬化层，称为表面强化层，此强化层会显著地提高零件的疲劳强度。 测评强化丸质量有三个基本参数：强度、覆盖率、表面粗糙度。
2.喷丸强度
影响喷丸强度的工艺参数主要有：弹丸直径、弹流速度、弹丸流量、喷丸时间等。弹丸直径越大，速度越快，弹丸与工件碰撞的动量越大，喷丸的强度就越大。喷丸形成的残余压应力可以达到零件材料抗拉强度的60％，残余压应力层的深度通常可达0.25mm，最大极限值为１mm左右。喷丸强度需要一定的喷丸时间来保证，经过一定时间，喷丸强度达到饱和后，再延长喷丸时间，强度不再明显增加。在喷丸强度的阿尔门试验中，喷丸强度的表征为试片变形的拱高。
   3.阿尔门（Almen）试验
喷丸强度常用N试片（用于有色金属试验）、A试片（最常用）、C试片（更高强度）来进行测量， A试片和C试片之间关系为近似3倍关系。如用C试片测得强度为0.15-0.20C mm就相当于0.45-0.60A mm。图中厚的为C试片，薄的为A试片。
试验过程中，先测量试片原有变形，然后将卡好该试片的工装置于喷丸箱内，采用与工件相同的工艺进行喷射。喷丸结束，取下试片，测量变形拱高。如图
[localimg=400,300]3[/localimg]
4.喷丸覆盖率
     覆盖率是指工件上每一个点被钢丸打到的次数，有人对喷丸覆盖率常这样认为：我的喷嘴1上1下喷工件2遍，不就可以满足200％的覆盖率了吗？乍一听觉得有道理，其实不是这样的。
　　覆盖率的测量是这样的：先在工件表面涂上一层彩釉或萤光釉，然后按工艺参数对工件进行喷丸，每喷表面一遍将工件取出，在显微镜（放大镜）下观察所残留的涂层在表面所占的比例，如还有20％残留，则覆盖率为80％。当残留只有2％，即覆盖率为98％时，可视为全部清除，即覆盖率为100％，此时就有一个时间。若达到400％的覆盖率，就是4倍的该时间。
5.覆盖率的影响因素
    影响覆盖率的因素有零件材料硬度、弹丸直径、喷射角度和距离、喷丸时间等。在规定的喷丸强度条件下，零件的硬度低于或等于标准试片硬度时，覆盖率能达到100％；反之，覆盖率会下降。在相同的弹丸流量下，喷嘴与工件的距离越长、喷射的角度越小、弹丸直径越小，达到覆盖率要求的时间就越短。喷丸强化时，应选择大小合适的弹丸、喷射角度及距离，使喷丸强度和覆盖率同时达到要求值。
6.表面粗糙度
由于钢丸的喷射，对工件表面的粗糙度产生一定的变化。影响表面粗糙度的因素有零件材料的强度和硬度、弹丸直径、喷射的角度和速度、零件的原始表面粗糙度。在其他条件相同的情况下，零件材料的强度和表面硬度值越高，塑性变形越困难，弹坑越浅，表面粗糙度值越小；弹丸的直径越小，速度越慢，弹坑就越浅，表面粗糙度值就变小；喷射的角度大，弹丸速度的法向分量越小，冲击力越小，弹坑越浅，弹丸的切向速度越大，弹丸对表面的研磨作用就越大，表面粗糙度值就越小；零件的原始表面粗糙度也是影响因素之一，原始表面越粗糙，喷丸后表面粗糙度值降低越小；相反，表面越光滑，喷丸后表面变得粗糙。当对零件进行高强度的喷丸后，深的弹坑不但加大表面粗糙度值，还会形成较大的应力集中，严重削弱喷丸强化的效果。

小猪pig

还有，抛丸强度是和抛丸速度，抛射角度，弹丸的重量有关系的，但是实际使用中，尤其是抛丸机，前两项基本是固定的，除非配备了变速电机，所以达到规定抛丸强度就需要选择正确的弹丸，弹丸的规格，力度，硬度要根据受抛工件的大小，形状和硬度值还确定。确保抛丸的变形量是在变形范围之内。

zhengcj

建议楼主阅读AMS-S-13165标准、或者JB/T 10174-2008标准。

察哈尔汗

shotpeening 发表于 2011-9-22 17:21
需要注意的是饱和点的时间T与覆盖率的T是不一样的.

这个观点我一直比较认同，只是当时没有数据化的东西拿出来支持，也可以用极限方法简单假设。
相信专业厂家有这方面的研究。

zhaoliming2005

楼主附件里的喷丸后的图画错了，A试片的弯曲方向与喷丸面搞反了

duyongjunhaha

一个是ALMEN强度，一个是覆盖率，都是使用ALMEN试片检测出来。只是国外的单位不同。