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抛丸机在汽车制造业的应用

2017/5/27 21:33:27      点击:
     目前,抛丸强化工艺已广泛应用于汽车工业。任何在交变载荷下运转的,受到循环应力作用的金属零部件都需要依靠喷/抛丸强化工艺来提高零部件疲劳寿命。在汽车制造业,抛丸强化主要用于螺旋弹簧、板簧、扭杆、齿轮、传动元件、轴承、凸轮轴、曲轴、连杆等关键零件的强化处理。
       弯曲疲劳是最常见的疲劳模式。利用抛丸强化能很快地解决这一问题,因为表面是拉应力最集中的地方。零件由于加工形成的残余拉伸应力区受到拉伸,弯曲载荷时,其表面产生疲劳裂纹或 应力腐蚀裂纹。通过引入一个压应力可以抵消拉伸应力的影响,以增强工件抗疲劳失效的能力。
       对齿轮进行抛丸强化是很常见的一种应用。任何尺寸或设计的齿轮都可通过抛丸强化来改善齿轮齿根的抗弯曲疲劳性能。齿轮接触面上产生的负载,在接触点下的齿根部区域形成弯曲应力。齿轮在经渗碳淬火或表面淬火后通常都要进行喷丸强化。增加的表面硬度同比例地形成压应力。取决于渗碳处理和抛丸强化的参数,齿轮在渗碳和强化处理后的最大残余压应力落在170-230ksi (1170-1600MPa)之间。对渗碳齿轮的喷丸强化通常使用硬度高的弹丸 (55-62 HRC)。当然,也可根据情况使用硬度小些的弹丸(45-52 HRC),它产生的压应力是硬喷丸的约50% 。通过锤击,镗磨引入一个压应力,从而在齿部形成对抗接触疲劳是目前最佳的一个方法。对抛丸强化形成的小凹进行表面光整,能让接触载荷通过大的表面上分散出去,从而减少接触应力。 
       连杆因承受复杂的交变载荷,必须进行表面喷丸强化处理。连杆上最关键的疲劳区域是相连大孔的”工”字梁两侧孔径。压应力下的粗糙表面比拉应力下光滑表面具有更好的疲劳性能,因而大部分的被强化表面不需要做任何预处理或强化后处理。
       曲轴由于曲轴在交变应力作用下工作,其轴颈截面变化转接圆角处发生应力疲劳和应边疲劳破坏的危险性极大。在大部分情况下, 曲轴上所有的孔径都需要进行喷丸强化。曲轴圆角是应力最集中区域。当发动机点火时,最大应力产生在圆角底侧。疲劳裂纹在圆角处产生,再扩展到曲轴本体,造成更严重的失效。 
       实践证明,抛丸强化对于铸钢,锻钢,球墨铸铁,和等温淬火钢曲轴疲劳寿命的提高非常有效。
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