一種用于提高超高強(qiáng)度鋼零件表面粗糙度的噴丸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料表面處理技術(shù)，涉及一種用于提高超高強(qiáng)度鋼零件表面粗糙度的噴丸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件多以疲勞方式發(fā)生失效，因此對疲勞性能的要求較高。先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度越來越高，但隨之而來的是其應(yīng)力集中敏感度高，其疲勞強(qiáng)度隨Kt值的提高大幅度下降。并且零件疲勞裂紋多萌生于應(yīng)力集中部位。
[0003]機(jī)械加工零件表面往往留下較深的加工刀痕，尤其是一些加工難度大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件或部位，如內(nèi)腔、異型面等加工成形后肉眼看見顯著的加工刀痕。失效分析表明，零件發(fā)生疲勞斷裂，裂紋源往往萌生在這些加工刀痕的地方，這是由于加工刀痕相當(dāng)于在零件表面的微小缺口，這些缺口雖然深度不大，但是寬度卻很窄，從力學(xué)角度分析，在外載作用下這些小缺口將會(huì)引發(fā)較大的應(yīng)力集中。噴丸可以改變表面形貌，同時(shí)在材料表面造成應(yīng)變硬化，因此可以使用噴丸方法改變零件原始加工形貌，從而提高其表面粗糙度。超高強(qiáng)度鋼材料加工強(qiáng)度鋼，硬度大，飛機(jī)起落架等超高強(qiáng)度鋼零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其深內(nèi)腔，R圓角等結(jié)構(gòu)加工難度大，難以保證較好的加工表面粗糙度，傳統(tǒng)方法主要是采用砂輪打磨的方法進(jìn)行二次加工提高粗糙度，但這種方法不易于控制加工質(zhì)量和材料去除尺寸，容易造成零件表面損傷和尺寸超差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對超高強(qiáng)度鋼加工難度大，加工表面粗糙度低的問題，提出一種用于提高超高強(qiáng)度鋼零件表面粗糙度的噴丸方法。利用噴丸表面塑性流動(dòng)規(guī)律與噴丸應(yīng)變硬化規(guī)律，使用表面噴丸的方法，提高表面粗糙度的新方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，
[0006]第一步:采用直徑為Oa的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為0.25A，噴丸覆蓋率為100% ;
[0007]第二步:采用直徑為0.5X?a的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為0.20A，噴丸覆蓋率為200% ；
[0008]第三步:采用直徑為0.25ΧΦβ的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為0.10A，噴丸覆蓋率為400%。
[0009]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，本發(fā)明是在金屬零件在噴丸過程中，根據(jù)材料表面塑性變形和應(yīng)變硬化的規(guī)律，隨著噴丸參數(shù)的不斷改變，表面粗糙度隨著不斷提高的技術(shù)。本發(fā)明是利用超高強(qiáng)度鋼噴丸表面形貌改變和應(yīng)變硬化規(guī)律，采用合適的噴丸參數(shù)，分步驟進(jìn)行噴丸，提高超高強(qiáng)度鋼表面粗糙度。
[0010]本發(fā)明在提高表面粗糙度的同時(shí)，還可以引入對疲勞性能有利的殘余壓應(yīng)力場，兼顧提高表面粗糙度和提高疲勞性能的作用。表面質(zhì)量一致性好，效果穩(wěn)定可靠；本發(fā)明工藝可達(dá)性強(qiáng)，零件結(jié)構(gòu)限制小，特別適合處理深內(nèi)腔，小尺寸溝槽等機(jī)械加工難以處理的部位。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟:
[0012]第一步:采用直徑相當(dāng)?shù)奶沾蓮椡?，噴丸?qiáng)度為0.25A，噴丸覆蓋率為100% ;
[0013]第二步:采用直徑為前次使用陶瓷彈丸直徑Oa的1/2的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為0.20A，噴丸覆蓋率為200% ；
[0014]第三步:采用直徑為前次使用陶瓷彈丸直徑的?al/4的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為
0.10A，噴丸覆蓋率為400%。
[0015]實(shí)施例1
[0016]本實(shí)例的試驗(yàn)材料:23Col4Nil2Cr3MoE(A-100)超高強(qiáng)度鋼，試樣車削加工表面粗糙度Ra值為3.2 μ m。
[0017]第一步:采用直徑為0.6mm的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為0.25A，噴丸覆蓋率為100%，噴丸后表面粗糙度值Ra為2.2 μ m ;
[0018]第二步:采用直徑為0.3mm的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為0.20A，噴丸覆蓋率為200%，噴丸后表面粗糙度值Ra為1.4 μ m ;
[0019]第三步:采用直徑為0.15mm的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為0.10A，噴丸覆蓋率為400%，噴丸后表面粗糙度值Ra為1.0 μ m。
[0020]實(shí)施例2
[0021]本實(shí)例的試驗(yàn)材料:40CrNi2Si2MoVA(300M)超高強(qiáng)度鋼，試樣車削加工表面粗糙度Ra值為6.0 μ??ο
[0022]第一步:采用直徑為0.6mm的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為0.25Α，噴丸覆蓋率為100%，噴丸后表面粗糙度值Ra為3.5 μ m ;
[0023]第二步:采用直徑為0.3mm的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為0.20A，噴丸覆蓋率為200%，噴丸后表面粗糙度值Ra為2.3 μ m ;
[0024]第三步:采用直徑為0.15mm的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為0.10A，噴丸覆蓋率為400%，噴丸后表面粗糙度值Ra為1.5 μ m。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于提高超高強(qiáng)度鋼零件表面粗糙度的噴丸方法，其特征是，第一步:采用直徑為Oa的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為0.25A，噴丸覆蓋率為100% ;第二步:采用直徑為0.5X Oa的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為0.20A，噴丸覆蓋率為200% ;第三步:采用直徑為0.25X Oa的陶瓷彈丸，噴丸強(qiáng)度為0.10A，噴丸覆蓋率為400%。
【專利摘要】本發(fā)明屬于材料表面處理技術(shù)，涉及一種用于提高超高強(qiáng)度鋼零件表面粗糙度的噴丸方法。本發(fā)明是在金屬零件在噴丸過程中，根據(jù)材料表面塑性變形和應(yīng)變硬化的規(guī)律，隨著噴丸參數(shù)的不斷改變，表面粗糙度隨著不斷提高的技術(shù)。本發(fā)明是利用超高強(qiáng)度鋼噴丸表面形貌改變和應(yīng)變硬化規(guī)律，采用合適的噴丸參數(shù)，分步驟進(jìn)行噴丸，提高超高強(qiáng)度鋼表面粗糙度。本方法在提高表面粗糙度的同時(shí)，還可以引入對疲勞性能有利的殘余壓應(yīng)力場，兼顧提高表面粗糙度和提高疲勞性能的作用。
【IPC分類】C21D7/06
【公開號】CN105132654
【申請?zhí)枴緾N201510548587
【發(fā)明人】王強(qiáng), 羅學(xué)昆, 王欣, 宋穎剛, 湯智慧
【申請人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月31日