喷丸强化技术

第三讲表面改性技术（喷丸强化技术）邢亚哲博士/副教授长安大学材料表面强化研究所主要内容喷丸强化原理喷丸强化设备及弹丸材料喷丸强化应用及研究喷丸技术新发展概念：是将大量高速运动的弹丸连续喷射到零件表面上，使金属表面产生强烈的塑性变形，形成一定厚度的形变硬化层的工艺过程。第一节喷丸强化原理0.1-0.8mm（1）形成高密度位错，其在随后交变应力及温度的作用下逐渐排列规则，呈现多边形，在硬化层内形成了更小的亚晶粒；硬化层内产生的两种变化（2）形成了高的宏观残余压应力。第二节喷丸强化设备及弹丸材料设备1）气动式喷丸机优点：操作灵活。缺点：功耗大、效率低。应用：要求喷丸强度较低、品种多、批量小、形状复杂、尺寸较小的零件。2）机械离心式喷丸机优点：功率小、效率高、喷丸质量稳定。缺点：设备制造成本高。应用：要求喷丸强度高、品种少、批量大、形状简单、尺寸较大的零件。弹丸形状尺寸：一般为圆球形，直径一般为0.05-1.5mm。材质：铸铁丸、铸钢丸、不锈钢丸、弹簧钢丸、玻璃丸、陶瓷丸等。应用：1）黑色金属零件：铸钢丸、铸铁丸或玻璃丸；2）有色金属和不锈钢零件：玻璃丸或不锈钢丸。第三节喷丸强化应用及研究目的：细化晶粒，提高性能。李慕勤,等.材料表面工程技术，2010.Al-Si合金喷丸处理后断面结构流变区过渡区王明涛,等.航空制造技术，5（2012）92.材料：2024-T351铝合金板材王明涛,等.航空制造技术，5（2012）92.7075铝合金喷丸胡永会,等.材料研究与应用，4（2010）174.胡永会,等.材料研究与应用，4（2010）174.胡永会,等.材料研究与应用，4（2010）174.王欣,等.材料保护，44（2011）9.2124-T851铝合金喷丸二次喷丸：铸钢丸+玻璃丸王欣,等.材料保护，44（2011）9.2124-T851铝合金喷丸李茂林.中国表面工程，20（2007）18.Al-Zn-Mg合金高能喷丸样品在真空炉中固溶处理（480℃，60min），直径8mm的不锈钢弹丸李茂林.中国表面工程，20（2007）18.Al-Zn-Mg合金高能喷丸李茂林.中国表面工程，20（2007）18.Al-Zn-Mg合金高能喷丸陈勃,等.航空学报，31（2010）519.第四节喷丸技术新发展激光喷丸短脉冲的高峰值功率密度的激光辐射金属靶材时，金属表面吸收层吸收激光能量发生爆炸性汽化蒸发，产生高温高压的等离子体，该等离子体受到约束层的约束而产生高强度压力冲击波，作用于金属表面并向内部传播。当冲击波的峰值压力超过金属的动态屈服强度时，金属表面就会产生应变硬化，并残留很大的压应力。激光喷丸（LY2合金）喷丸前喷丸后马壮,等.特种加工技术与装备，10（2007）36.激光喷丸（6061-T6合金）周建忠,等.中国激光，38（2011）0703009-1.激光喷丸（6061-T6合金）周建忠,等.中国激光，38（2011）0703009-1.第四节喷丸技术新发展张新华,等.航空制造技术，13（2008）78.超声喷丸超声喷丸与普通喷丸的主要区别为弹丸（或撞针）从各方向以超声频撞击已被固定的材料表面。应用：1）由于其引入材料内部的能变较大,常用于实现材料表面的纳米化,降低氮化温度等方面；2）在飞机、坦克、汽车和各种机械设备的齿轮、轴承、涡轮盘、叶片及模具、切削工具等。优势：实施方便、效果显著、适应面广、消耗低等。超声喷丸与普通喷丸效果比较（7075-T651合金）张新华,等.航空制造技术，13（2008）78.超声喷丸与普通喷丸效果比较（7075-T651合金）张新华,等.航空制造技术，13（2008）78.超声喷丸与普通喷丸效果比较（7075-T651合金）张新华,等.航空制造技术，13（2008）78.超声喷丸与普通喷丸效果比较（7075-T651合金）张新华,等.航空制造技术，13（2008）78.谢谢各位！不足之处敬请指正！