CN105132654A - 一种用于提高超高强度钢零件表面粗糙度的喷丸方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于材料表面处理技术，涉及一种用于提高超高强度钢零件表面粗糙度的喷丸方法。本发明是在金属零件在喷丸过程中，根据材料表面塑性变形和应变硬化的规律，随着喷丸参数的不断改变，表面粗糙度随着不断提高的技术。本发明是利用超高强度钢喷丸表面形貌改变和应变硬化规律，采用合适的喷丸参数，分步骤进行喷丸，提高超高强度钢表面粗糙度。本方法在提高表面粗糙度的同时，还可以引入对疲劳性能有利的残余压应力场，兼顾提高表面粗糙度和提高疲劳性能的作用。

Description

一种用于提高超高强度钢零件表面粗糙度的喷丸方法

技术领域

本发明属于材料表面处理技术，涉及一种用于提高超高强度钢零件表面粗糙度的喷丸方法。

背景技术

由于高强度结构件多以疲劳方式发生失效，因此对疲劳性能的要求较高。先进结构材料强度越来越高，但随之而来的是其应力集中敏感度高，其疲劳强度随Kt值的提高大幅度下降。并且零件疲劳裂纹多萌生于应力集中部位。

机械加工零件表面往往留下较深的加工刀痕，尤其是一些加工难度大，结构复杂的零件或部位，如内腔、异型面等加工成形后肉眼看见显著的加工刀痕。失效分析表明，零件发生疲劳断裂，裂纹源往往萌生在这些加工刀痕的地方，这是由于加工刀痕相当于在零件表面的微小缺口，这些缺口虽然深度不大，但是宽度却很窄，从力学角度分析，在外载作用下这些小缺口将会引发较大的应力集中。喷丸可以改变表面形貌，同时在材料表面造成应变硬化，因此可以使用喷丸方法改变零件原始加工形貌，从而提高其表面粗糙度。超高强度钢材料加工强度钢，硬度大，飞机起落架等超高强度钢零件结构复杂，其深内腔，R圆角等结构加工难度大，难以保证较好的加工表面粗糙度，传统方法主要是采用砂轮打磨的方法进行二次加工提高粗糙度，但这种方法不易于控制加工质量和材料去除尺寸，容易造成零件表面损伤和尺寸超差。

发明内容

本发明针对超高强度钢加工难度大，加工表面粗糙度低的问题，提出一种用于提高超高强度钢零件表面粗糙度的喷丸方法。利用喷丸表面塑性流动规律与喷丸应变硬化规律，使用表面喷丸的方法，提高表面粗糙度的新方法。

本发明的技术解决方案是，

第一步：采用直径为Φa的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.25A，喷丸覆盖率为100％；

第二步：采用直径为0.5×Φa的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.20A，喷丸覆盖率为200％；

第三步：采用直径为0.25×Φa的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.10A，喷丸覆盖率为400％。

本发明具有的优点和有益效果，本发明是在金属零件在喷丸过程中，根据材料表面塑性变形和应变硬化的规律，随着喷丸参数的不断改变，表面粗糙度随着不断提高的技术。本发明是利用超高强度钢喷丸表面形貌改变和应变硬化规律，采用合适的喷丸参数，分步骤进行喷丸，提高超高强度钢表面粗糙度。

本发明在提高表面粗糙度的同时，还可以引入对疲劳性能有利的残余压应力场，兼顾提高表面粗糙度和提高疲劳性能的作用。表面质量一致性好，效果稳定可靠；本发明工艺可达性强，零件结构限制小，特别适合处理深内腔，小尺寸沟槽等机械加工难以处理的部位。

具体实施方式

本发明通过以下技术方案实现，包括如下步骤:

第一步：采用直径Φa相当的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.25A，喷丸覆盖率为100％；

第二步：采用直径为前次使用陶瓷弹丸直径Φa的1/2的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.20A，喷丸覆盖率为200％；

第三步：采用直径为前次使用陶瓷弹丸直径的Φa1/4的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.10A，喷丸覆盖率为400％。

实施例1

本实例的试验材料：23Co14Ni12Cr3MoE(A-100)超高强度钢，试样车削加工表面粗糙度Ra值为3.2μm。

第一步：采用直径为0.6mm的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.25A，喷丸覆盖率为100％，喷丸后表面粗糙度值Ra为2.2μm；

第二步：采用直径为0.3mm的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.20A，喷丸覆盖率为200％，喷丸后表面粗糙度值Ra为1.4μm；

第三步：采用直径为0.15mm的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.10A，喷丸覆盖率为400％，喷丸后表面粗糙度值Ra为1.0μm。

实施例2

本实例的试验材料：40CrNi2Si2MoVA(300M)超高强度钢，试样车削加工表面粗糙度Ra值为6.0μm。

第一步：采用直径为0.6mm的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.25A，喷丸覆盖率为100％，喷丸后表面粗糙度值Ra为3.5μm；

第二步：采用直径为0.3mm的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.20A，喷丸覆盖率为200％，喷丸后表面粗糙度值Ra为2.3μm；

第三步：采用直径为0.15mm的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.10A，喷丸覆盖率为400％，喷丸后表面粗糙度值Ra为1.5μm。

Claims (1)

1.一种用于提高超高强度钢零件表面粗糙度的喷丸方法，其特征是，

第一步：采用直径为Φa的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.25A，喷丸覆盖率为100％；

第二步：采用直径为0.5×Φa的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.20A，喷丸覆盖率为200％；

第三步：采用直径为0.25×Φa的陶瓷弹丸，喷丸强度为0.10A，喷丸覆盖率为400％。