影响喷丸效果的因素
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喷丸钢丸成形时,受喷表层的面积加久同时又带动内层的材料产生拉伸,但内层材料的延伸没有超过材料的屈服极限。当弹丸脱离板件的表面以后,材料发生弹性恢复,表层和内层材料同时收缩。但是,表层材料收缩后有永久伸长,钢丸内层材料却没有。由于金属的结构是一整体,内、外两层之间的相互牵制作用,就使受喷表层产生残余压应力,而在内层产生残余拉应力。再继续喷丸,并使权件产生弯曲变形后,板件的内应力将重新分布。
1、通常,受喷表面残余压应力的大小和压应力层的深度取决于受喷材料的性能和钢丸强度。板材的强度和硬度越高,压应力就越大,压应力反深度就越浅,。喷丸强度越高,压应力层的深度也越大,残余压应力值,开始时随着喷丸强度的增高而加大,随后就下降,但最高强余压应力值却向表面的下层转移。在大多数正常使用的情况下,压应力层的深度约为0.13一0.7G毫米之间,可以近似地认为它与弹坑的直径相等,而残余压应力能达到的最高应力水又约为屈服强度的一半或更大一些。一般来说,零件的表层具有残余压应力,钢丸对以提高零件的疲劳强度和增加抵抗应力腐蚀的能力。
2、受喷表层的材料组织结构发生变化。随着受喷表面层金属发生塑性变化,晶体产生滑移,滑移的结果在亚晶粒内增加位错密度,使表层晶粒的形状和排列都会发生变化,从而提高了表面的显微硬度。表层和排列都发生变化,同样可以提高零件的疲劳强度和增加抗腐蚀的能力。
3、受喷表面变得粗糙。每个钢丸撞击板材表面后,挤出一些金属,形成浅的球面压坑。压坑的形状和深度取决于所选择的喷丸参数、板材的原始表面光洁度和硬度。受喷表面的光洁度随着喷丸强度的提高,板材硬度的降低和钢丸尺寸的减小而变坏。在正常情况下,喷丸成型后硬铝合金零件的表面光洁度大约早4左右。
4、尺寸增大。受喷表面的金属被挤出,板厚尺寸的测量又是在被挤出的金属波峰处进行,所以板件的厚度尺寸会增大,这些波峰的高度取决于喷丸的参数,特别是钢丸的大小和钢丸硬度同板材硬度的差值,且与受喷表面的原始光洁度直接有关。通常,波峰相对原始表面高度的变化大约在0.0025~0.038毫米之间:中碳钢丸约为0.01毫米,低碳钢约为0.017毫米,铝合金约为0.02毫米。