關(guān)鍵零件經(jīng)常承受交變應(yīng)力,、溫度變化等載荷作用,,而且在服役過(guò)程中還需要考慮環(huán)境的影響,,因此為了提高零件的使用壽命,,對(duì)表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)那逑?、與表面防護(hù),可顯著地其表面完整性,,以及提高其質(zhì)量 性,。
表面的清洗,主要目的是為了去除或減小表面污染物對(duì)使用性能的危害,。表面的清洗有很多方法,,如吹砂、拋丸,、化學(xué)清洗和氣蒸脫油脂等多種方法,,上程上主要采用的是噴丸方法。
表面主要是為了在表層引入壓應(yīng)力和表層的組織結(jié)構(gòu),,以使零件表面得以,、硬化和韌化。表面上藝方法有很多,,如熱處理(如淬火,、調(diào)質(zhì)等)、化學(xué)熱處理(如滲碳,、滲氮等),、形變(如噴丸、滾壓,、激光沖擊,、超聲沖擊等),以及復(fù)合(如熱處理+形變,、化學(xué)熱處理+形變等),。
噴丸工藝的 環(huán)保問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)
來(lái),國(guó)內(nèi)采用的噴丸技術(shù)主要是在 技術(shù)的基礎(chǔ)上,,結(jié)合國(guó)內(nèi)制造水平而發(fā)展起來(lái)的,,設(shè)備的自動(dòng)化控制能力較差,對(duì)粉塵和破碎彈丸的篩分沒(méi)有控制,,因此出現(xiàn)過(guò)由于細(xì)小粉塵引起的爆炸和對(duì))方的污染,。近年來(lái)引進(jìn)了的轉(zhuǎn)臺(tái)式拋丸機(jī),目前的發(fā)展趨勢(shì)是,,隨著技術(shù)的發(fā)展和 對(duì)的重視,,采購(gòu)的轉(zhuǎn)臺(tái)式拋丸機(jī)一般都配備較好的吸塵與粉塵 配件,以避免原來(lái)由于破碎的小粉末導(dǎo)致的爆炸或上作現(xiàn)場(chǎng)較臟等問(wèn)題,。由于對(duì)較多碎小的粉末沒(méi)有重視,,而導(dǎo)致出現(xiàn)了爆炸和粉塵在車間亂飛而污染車間、設(shè)備和零件,。此外還可以采用切制鋼丸來(lái)替代鑄鋼彈丸,,以減小彈丸的破碎率。采用鋼效切制彈丸,,可以大幅度提高生產(chǎn)效率和減小彈丸破碎率,,是非常值得推廣應(yīng)用和很有發(fā)展空間的噴丸介質(zhì)。
轉(zhuǎn)臺(tái)式拋丸機(jī)的研制已向自動(dòng)化和的方向發(fā)展,,設(shè)備的配備雖然費(fèi)用稍高,,但可以避免爆炸事故和人員肺硒病的發(fā)生,。在以人為本和的理念下,只有加強(qiáng)對(duì)設(shè)備上作環(huán)境的整治,,加強(qiáng)技術(shù)革新和設(shè)備功能,,才能使企業(yè)得以生存和發(fā)展。
玻璃彈丸是在20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的,,玻璃彈丸的硬度>48HRC,,從硬度上而言適宜作為噴丸介質(zhì)對(duì)鋁合金和鈦合金進(jìn)行處理,但其破碎率較高,,因此發(fā)展了陶瓷彈丸來(lái)部分取代玻璃彈丸,,就目前而言陶瓷彈丸的價(jià)格還較高,雖然從長(zhǎng)遠(yuǎn)的成本來(lái)看并不高,,但在上程上被大家接受還需要 時(shí)間,。目前陶瓷彈丸主要在航空上業(yè)部門(mén)獲得了較為廣泛的應(yīng)用。
此外,,為了提高生產(chǎn)效率和 環(huán)保性,,近年來(lái)發(fā)展了超聲沖擊和激光沖擊,以替代噴丸用于焊接結(jié)構(gòu)件和葉片零件的和光飾處理,。超聲沖擊上藝技術(shù)是利用磁致伸縮效應(yīng)在電磁場(chǎng)的作用下使帶有圓形沖擊頭的槍在齒輪根部圓角進(jìn)行沖擊,,使根部圓角發(fā)生彈塑性變形并形成殘余壓應(yīng)力,從而提高齒輪根部彎曲疲勞強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能的上藝方法,。為了減小根部沖擊時(shí)表面粗糙度的不利影響,,在航空上業(yè)還采用超聲光飾的上藝方法來(lái)獲得完好的表面完整性,從而可 高的和抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能,。超聲沖擊和激光沖擊是非常值得推廣的 ,、環(huán)保、 的新型表而上藝技術(shù),。
激光沖擊是在噴丸的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,,又稱為無(wú)丸,不僅環(huán)保而且層可達(dá)1mm,,是非常有發(fā)展前景的上藝技術(shù),。它的機(jī)理是利用激光照射的效應(yīng),使涂敷在試件表面的吸收層發(fā)生高壓氣體膨脹,,并在約束層的作用下沖擊試件表層,。目前如MIC公司都已將激光沖擊上藝技術(shù)應(yīng)用在和民用的彈簧和承載齒輪上。國(guó)內(nèi)該技術(shù)由于成本高,、效率低,,還主要是只應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵的葉片和渦輪盤(pán)的樺齒上,但非常值得推廣應(yīng)用,。
后值得一提的是,,在對(duì)零件噴丸前的表面檢查方面,,也用巴克豪森檢測(cè)方法取代了酸洗法,以避免對(duì)零件表面的污染,,減小對(duì)操作人員的危害,,并噴丸前零件的表面完整性,。
在機(jī)械類產(chǎn)品中,,很多重要零部件如齒輪、軸承,、曲軸,、凸輪軸、活塞銷和萬(wàn)向節(jié)等,,需要經(jīng)過(guò)磨削加上,。磨削時(shí)產(chǎn)生的熱量會(huì)進(jìn)入零件的表面,容易引起金相組織的變化,。在上藝參數(shù),、冷卻方法和磨料狀態(tài)選擇不當(dāng)?shù)那闆r下,上件在磨削過(guò)程中極易出現(xiàn)金相組織變化層(即回火層),,造成表面軟點(diǎn),,或伴隨出現(xiàn)表面殘余拉應(yīng)力,甚至導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋,,這就是所謂的磨削問(wèn)題,。對(duì)齒輪來(lái)說(shuō),局部的表面將使該處硬度下降,,產(chǎn)生拉應(yīng)力,,降低了疲勞強(qiáng)度,容易萌生裂紋,,從而造成表面的早期失效,。
長(zhǎng)期以來(lái),對(duì)上件表面磨削的檢驗(yàn),,除了 簡(jiǎn)單的目測(cè)法外,,再就是采用已延續(xù)的傳統(tǒng)方法一一酸洗法。該方法雖然簡(jiǎn)單易行,,但有著很大的局限性,。表面經(jīng)酸液浸蝕,由于氫脆等原因即使沒(méi)有問(wèn)題也無(wú)法再使用,,所以是一種破壞性檢查,。并且,酸洗法本質(zhì)上屬于定性檢查,,難以對(duì)磨損程度做出定量的說(shuō)明,。因此,,在采取傳統(tǒng)方法時(shí),只能采用抽檢的方式,,且樣本很小,,欲對(duì)所執(zhí)行的上藝過(guò)程做出較確切的評(píng)價(jià)并子以改進(jìn)是很困難的。
理論表明,,酸洗法檢驗(yàn)只能反映因金相組織結(jié)構(gòu)變化引起的齒輪表面硬度下降,,而上件表面存在的殘余應(yīng)力則無(wú)法反映,故在揭小磨削的程度上顯得不足,,而且對(duì)零件的表面完整性有危害,。另外,由于使用了酸液,,企業(yè)增加了環(huán)境污染的負(fù)擔(dān),;傳統(tǒng)檢查方法的規(guī)范化性水平較低, 難以制定可操作性強(qiáng)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),。
近年來(lái),,利用巴克豪森(又稱BMA法、磁彈法)研制的測(cè)試儀器己在零部件表而磨削檢測(cè)中逐步應(yīng)用并充分顯現(xiàn)出優(yōu)越性,。在汽車行業(yè)中,,不少場(chǎng)合都可以采用這種以BMA法為基礎(chǔ)而研制的磨削測(cè)試儀器,其中,,對(duì)齒輪,、軸承、凸輪軸和曲軸等零部件的檢測(cè)是應(yīng)用 多的,。
隨著“以人文本”的企業(yè)經(jīng)營(yíng)理念的深入和 對(duì) 環(huán)保及質(zhì)量的重視,,噴丸工藝技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)必然是 、環(huán)保,、節(jié)能,,希望各相關(guān)單位和企業(yè)能夠提前做好準(zhǔn)備,并結(jié)合實(shí)際條件進(jìn)行技術(shù) 新和設(shè)備改造,,以實(shí)現(xiàn)和推動(dòng)噴丸在工程上的 ,、保質(zhì)、清潔應(yīng)用,。