模具表面喷丸强化

喷丸强化工艺技术简介1强化喷丸概念在了解喷丸强化技术之前，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. 15～0.20Cmm就相当于0.45～0.60Amm。

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。

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%。

喷丸处理喷丸处理也称喷丸强化，是提高零件疲劳寿命的有效方法之一，喷丸处理就是将高速弹丸流喷射到弹簧表面，使弹簧表层发生塑性变形，而形成一定厚度的强化层，强化层内形成较高的残余应力，由于弹簧表面压应力的存在，当弹簧承受载荷时可以抵消一部分抗应力，从而提高弹簧的疲劳强度。

喷丸是用来清除厚度不小于2mm的或不要求保持准确尺寸及轮廓的中型、大型金属制品以及铸锻件上的氧化皮、铁锈、型砂及旧漆膜。

是表面涂(镀)覆前的一种清理方法。

广泛用于大型造船厂、重型机械厂、汽车厂等。

喷丸强化是一个冷处理过程，它被广泛用于提高长期服役于高应力工况下金属零件，如飞机引擎压缩机叶片、机身结构件、汽车传动系统零件等的抗疲劳属性。

喷丸强化，是在一个完全控制的状态下，将无数小圆形称为钢丸的介质高速且连续喷射，捶打到零件表面，从而在表面产生一个残余压应力层。

因为当每颗钢丸撞击金属零件上，宛如一个微型棒捶敲打表面，捶出小压痕或凹陷。

为形成凹陷，金属表层必定会产生拉伸。

表层下，压缩的晶粒试图将表面恢复到原来形状，从而产生一个高度压缩力作用下的半球。

无数凹陷重叠形成均匀的残余压应力层。

最终，零件在压应力层保护下，极大程度地改善了抗疲劳强度，延长了安全工作寿命。

喷丸又分为喷丸和喷砂。

用喷丸进行表面处理，打击力大，清理效果明显。

但喷丸对薄板工件的处理，容易使工件变形，且钢丸打击到工件表面（无论抛丸或喷丸）使金属基材产生变形，由于Fe3o4和Fe2o3没有塑性，破碎后剥离，而油膜与基材一同变形，所以对带有油污的工件，抛丸、喷丸无法彻底清除油污。

在现有的工件表面处理方法中，清理效果最佳的还数喷砂清理。

喷砂适用于工件表面要求较高的清理。

但是我国目前通用喷砂设备中多由铰龙、刮板、斗式提升机等原始笨重输砂机械组成。

用户需要施建一个深地坑及做防水层来装置机械，建设费用高，维修工作量及维修费用极大，喷砂过程中产生大量的矽尘无法清除，严重影响操作工人的健康并污染环境。

一、喷丸强化技术原理
高速喷射的弹丸颗粒连续不断撞击齿面的过程，如同无数小锤对齿面进行锤击，使齿面产生极为强烈的塑性形变，使齿面产生一定厚度的冷作硬化层，这一硬化层即齿面的强化层，由此产生强化及表面压应力，达到提高齿轮疲劳强度和提高使用寿命的一项表面冷处理强化技术。

喷丸强化也称之为强化喷丸或受控喷丸。

齿轮喷丸强化是一种受控的喷丸技术，是将高速的弹丸流连续不断撞击齿面，使齿面在弹丸流的撞击作用下发生塑性变形（塑性变形层的厚度通常处于0.1-0.8mm之间）。

这一影响延伸到齿轮材料的表层，在表层下产生较高的残余压应力、加工硬化和组织细化等有利的变化，抵消不良的拉应力，该残余压应力延缓了的疲劳断裂的形成，有效的提高了齿轮的疲劳强度，延长了齿轮的使用寿命。

二、齿轮喷丸强化的工艺参数
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喷丸处理原理
喷丸处理，也称为喷丸强化，是一种表面处理技术，主要通过将高速弹丸流喷射到零件表面，使零件表层发生塑性变形，形成一定厚度的强化层。

这个强化层内会形成较高的残余应力，这些残余应力可以在零件承受载荷时抵消一部分应力，从而提高零件的疲劳强度。

喷丸处理通常以压缩空气为动力，将磨料以一定的速度喷向被处理的钢材表面。

磨料对钢材表面的冲击和磨削作用可以除去表面的氧化皮、锈蚀产物及其他污物。

在处理过程中，金属表面会因冲击而产生小压痕或凹陷，为了形成这些凹陷，金属表层必定会产生拉伸。

在表层下，压缩的晶粒试图将表面恢复到原来形状，从而产生一个高度压缩力作用下的半球形。

无数凹陷重叠形成均匀的残余压应力层，最终在压应力层保护下，极大程度地改善了抗疲劳强度，延长了安全工作寿命。

喷丸处理广泛用于大型造船厂、重型机械厂、汽车厂等，是一种高效率的表面处理方法。

如需更多信息，建议咨询相关专家或查阅相关专业文献。

热锻模表面喷丸及多元氮碳共渗复合强化工艺摘要：热锻模的质量对于锻造产品的形状精度和表面质量有着非常重要的影响。

本文通过表面喷丸和多元氮碳共渗复合强化工艺的应用，对热锻模进行了复合强化处理。

实验结果表明，这种工艺不仅能够有效提高热锻模的表面硬度和耐磨性，同时还能显著降低热锻模的摩擦系数和磨损率，优化了热锻生产工艺，提高了热锻产品的质量和效率。

关键词：热锻模；喷丸；多元氮碳共渗；复合强化；表面处理正文：引言热锻是现代制造业中广泛应用的一种高效率的加工工艺。

在热锻的过程中，热锻模是起到至关重要作用的工具。

然而，由于工艺条件和材料特性的限制，热锻模的表面硬度和耐磨性往往难以满足生产需要。

因此，热锻模的表面处理技术一直是制约热锻生产效率和质量的关键因素之一。

研究方法本文基于表面喷丸和多元氮碳共渗复合强化工艺，对热锻模进行了表面处理。

首先，通过喷丸技术，将热锻模表面的氧化皮和锈斑等污物处理掉。

然后，将热锻模加入到多元氮碳共渗池中，通过高温复合强化处理，使表面形成坚硬的氮化物和碳化物复合涂层。

最后，对复合涂层进行显微观察、硬度测试和磨损实验等分析工作。

实验结果分析总体来说，经过表面喷丸和多元氮碳共渗复合强化处理的热锻模，表面硬度和耐磨性均有显著提高。

在硬度测试中，试样的硬度值从未处理前的HRC38提高到了HRC66，相当于硬度提高了75%。

同时，在磨损实验中，经过处理的试样的磨损率约为未处理试样磨损率的1/3，说明复合涂层对于热锻模的耐磨性有着显著的改善作用。

此外，由于复合涂层具有较高的润滑性能，所以经过处理的热锻模的摩擦系数也有所降低。

结论通过本文的分析和实验结果，可以得出结论：表面喷丸和多元氮碳共渗复合强化是一种有效的热锻模表面处理工艺。

通过这种工艺，可以有效提高热锻模的硬度和耐磨性，同时还能显著降低热锻模的摩擦系数和磨损率，从而优化了热锻生产工艺，提高了热锻产品的质量和效率。

进一步分析结果可以发现，喷丸和多元氮碳共渗复合强化材料表面的组织结构得到明显改善，表面粗糙度得到了减小，增强了表面层间的黏合，具有了更高的结合强度。

模具表面喷丸强化随着现代工业技术的发展，对于模具使用性能提出了更高的要求。

努力缩短模具的生产周期提高模具的质量，延长模具寿命，直接或间接带来的社会效益和经济效益是难以估量的。

材料和热处理是影响模具质量、性能和使用寿命最重要的内在因素。

60%模具的早期失效，是由材料和热处理的因素造成的。

为了提高模的强度及模具的耐磨性，充分挖掘模具材料的性能潜力，延长模具服役寿命，采取了许多有效的措施，从省能源、省资源、充分发挥材料的性能潜力，获得特殊性能和最大技术经济效益出发，发展和应用表面强化工艺技术是提高模具使用性能和寿命的极重要的发展方向，喷丸强化就是其中的一项经济、简便而有效的模具表面处理工艺方法，值得大力推广。

喷丸强化是借助于硬丸粒，高速、连续锤击金属表面，使其产生强烈的冷作硬化。

通过喷丸可以明显改变金属表面的应力状态、显微硬度、表层的微观形貌和相成分，从而提高模具的疲劳强度、抗冲击磨损及抗应力腐蚀性能。

喷丸还可改变模具的表面粗糙度，并有效地去除电火花加工而产生的表面变质层。

喷丸强化方法简单易行，节约能源，适用于落料模、冷作模、冷镦模和热锻模等以疲劳失效形式为主的模具，如锻模服役时，要经受弯曲和热膨胀，常发生因局部屈服而导致显微裂纹，喷丸处理产生压应力能推迟显微裂纹的形成，从而延迟模具龟裂发生，模具经喷丸强化后使用寿命情况如表1所示。

喷丸强化原理喷丸过程就是大量弹丸喷射到零件表面上的过程，而弹丸喷射到零件表面上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在高温和高湿工作下的疲劳强度。

零件表面形成的强化层之所以会改善其疲劳性能，其原因是在此层内有着完全不同于基体（即零件心部）的应力状态及组织结构，一般地说零件疲劳强度的提高与表面强化层内以下三个因素有关：（1）表面层的宏观残余应力；（2）表面层的微观应力；（3）表面层的微细嵌镶组织。

喷丸强化标准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。

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。