喷丸强化

摘要： 采用3种不同喷丸强化工艺(干喷丸、先干喷丸后湿喷丸以及湿喷丸)对1Cr11Ni2W2MoV钢螺母表面进行强化处理,比较了喷丸工艺对螺母表面残余应力、粗糙度、显微组织的影响。结果表明:湿喷丸后螺母表面残余压应力最大,且最大残余压应力出现在大圆弧截面处,达到550 MPa,同时表面粗糙度R_(a)最小,分布在0.75~0.85μm范围;干喷丸后螺母的表面残余压应力最小,表面粗糙度R_(a)最大,分布在2.5~3.2μm范围。喷丸后螺母外层晶粒破碎而得到明显细化,而中心层的晶粒未发生明显变化;湿喷丸工艺和先干喷丸后湿喷丸工艺分别在螺母表面形成0.15,0.25 mm深度的残余应力层,适合采用先干喷丸后湿喷丸方式对1Cr11Ni2W2MoV钢螺母表面进行强化处理。

摘要： 为了提高我国装备制造业相关企业喷丸强化技术水平,应广大企业及相关单位的要求,在之前成功举办培训班的基础上,中国机械工程学会材料分会和失效分析分会将联合举办“2022年全国喷丸强化技术培训班”,培训班将由上海材料研究所期刊展览事业部、上海市工程材料应用与评价重点实验室共同承办,培训内容仍以常用的机械喷丸强化为主,激光喷丸、超声喷丸等作简要介绍,培训班将特邀全国知名高校从事喷丸研究的教授.

摘要： 目前喷丸强化的数值研究工作大多集中于喷丸参数对表面形貌和残余应力分布规律的影响,缺少对表面硬度影响规律的研究。针对这一现状,基于随机多丸粒有限元模型以及屈服强度和维氏硬度之间的经验关系,开展喷丸工艺参数对18CrNiMo7-6合金钢强化层硬度分布影响的研究。数值结果表明随着覆盖率的增大,靶材的表层硬度逐渐增大;随丸粒半径和速度增加,靶材的硬化层深度逐渐增加。

摘要： 通过喷丸工艺在S30432不锈钢管内表面成功制备了塑性变形层,研究了喷丸移动速度、喷丸压力、喷丸距离对塑性变形层组织和硬度的影响。结果显示:喷丸移动速度越大塑性变形层深度越小;喷丸压力越大塑性变形层越深;随着喷丸距离的增加,塑性变形层先增大后减小;对塑性变形层深度的影响顺序为:喷丸速度>喷丸压力>喷丸距离;喷丸处理后表层硬度显著提高,比基体硬度高100HV0.5。研究表明:喷丸前进移动速度1 000 mm/min、后退速度800 mm/min、喷丸压力1.26 MPa、喷丸距离9 mm时得到的S30432不锈钢组织和性能最优。

摘要： 目的建立能够准确预测不同喷丸工艺参数下工件表层显微硬度的数学模型。方法以42CrMo钢作为研究对象,采用正交实验法设计喷丸实验方案和逐点测量法测量0~320μm层深内的显微硬度,以实验数据为样本,基于BP神经网络建立42CrMo钢受喷后表层显微硬度的预测模型,并利用遗传算法(GA)对BP神经网络结构进行优化,建立基于GA-BP神经网络的42CrMo钢受喷后表层显微硬度模型。结果将实验数据集用于模型的训练,BP神经网络模型和GA-BP神经网络模型训练的相关系数R均为0.97左右,两种模型的训练效果均较好。对比20组测试集的模型预测值和实验值发现,BP神经网络模型预测值与实验值之间的相对误差的最大值和平均值分别为3.5%和1.1%,相比之下,经遗传算法优化的BP神经网络(GA-BP)模型预测值与实验值的相对误差的最大值和平均值仅为2.9%和0.7%。GA-BP神经网络模型具有更高的预测精度和稳定性。结论经GA遗传算法优化的BP神经网络(GA-BP)更适合用于建立受喷工件表层显微硬度的预测模型,可为其在工程上的应用提供一定的参考。

摘要： 基于Eulerian-Eulerian气固两相流模型,采用Fluent-EDEM耦合计算的方式,对喷丸过程中弹丸瞬时速度和速度分布进行仿真分析;通过高速相机对弹丸空间位置进行记录,采用5G通信技术将喷丸设备的实时数据和高速相机的图像传输到云平台,利用图像处理技术获得弹丸速度,从而实现喷丸强化仿真的试验验证。结果表明:不同工艺参数下弹丸速度的仿真结果与实测值之间的相对误差最大不超过12.1%,模型的仿真预测精度较高;弹丸喷出后的速度随距喷口距离增大而先升后降,弹丸速度的空间分布呈抛物线趋势;开发的喷丸强度分析软件预测精度可达95%。

摘要： 研究了钢板弹簧喷丸强化、热处理工艺和工件微观组织以及物理参数变化之间的关系,找出了影响钢板弹簧喷丸效果的主要规律及原因,研究对象主要为60Si2Mn、50CrVA、FAS35503种材料的钢板弹簧及其试样,对其喷丸强化进行研究分析。结果表明,经过强化喷丸处理后3种材料钢板弹簧及其试样的表面和次表面均形成了不同深度的残余压应力层,在相同的疲劳载荷条件下,经过强化喷丸处理的钢板弹簧疲劳裂纹萌生的循环周次远远高于喷丸前的钢板弹簧,由此表明钢板弹簧经过强化喷丸处理后疲劳寿命会得到大幅度提升。

摘要： 喷丸强化会使零件表面产生残余压应力,可以提高零件抗疲劳能力。试验采用正交试验法对螺母表面进行喷丸强化,沿着螺母轴向方向取三个截面进行残余应力测试分析。试验表明喷丸强化后螺母表面的残余应力均为压应力,有利于提高螺母的抗应力腐蚀和抗疲劳能力;螺母直段截面和大圆弧截面的残余压应力分布在(400~500)MPa,大于小圆弧截面的残余压应力;通过SPSS软件对螺母不同截面以及整体残余应力分布进行显著性分析,表面喷丸流量对螺母整体残余应力分布影响较为显著,并且得出了较为优异的喷丸强化工艺参数。

摘要： 针对TC4钛合金压气机叶片型面喷丸过程易产生形变问题,对其喷丸轨迹展开研究。利用多弹丸的喷丸模拟结果,建立喷丸残余应力场和应变场同喷丸参数的对应关系,从而基于温度场的喷丸模拟对叶片型面进行喷丸模拟以解决海量弹丸击打模拟耗时的问题。同时,将通过多弹丸获取的等效应变场引入模型中,对型面喷丸过程进行数值模拟,并在先喷背弧再喷内弧的喷丸顺序下设计了3种S型喷丸轨迹进行试验测试。研究结果表明:TC4钛合金叶片在喷丸强化后都会呈现出由内弧向背弧的变形趋势,且不同喷丸轨迹产生的变形结果各不一致,其中轨迹Ⅲ的变形量最小,约为0.19 mm,轨迹Ⅰ变形量最大,约为0.24 mm。可见,喷丸轨迹是影响叶片型面形变的重要因素,通过轨迹优化能够有效减小叶片变形幅度,提高钛合金叶片的疲劳强度,达到喷丸强化的最佳效果,为钛合金叶片喷丸工艺优化提供新思想。

摘要： 目的实现喷丸强化后DD6单晶合金低周疲劳寿命的准确预测。方法开展了喷丸强化后DD6圆棒件低周疲劳试验,分析了喷丸强化对单晶合金疲劳寿命的影响机理。在此基础上,建立了各向异性材料喷丸强化工艺有限元模型,获取了喷丸强化所致残余应力分布与粗糙度。基于连续介质损伤力学,考虑残余应力与粗糙度对低周疲劳寿命的影响,建立了喷丸强化DD6单晶合金低周疲劳寿命预测模型。结果喷丸强化后不同载荷下DD6单晶合金的低周疲劳寿命均得到提高,最大可提高108%;高温环境下残余应力松弛导致强化效果与试验温度成反比。喷丸强化工艺有限元模拟得到残余应力分布在试件表面深约130μm的区域,表层残余应力为–380.16 MPa,应力集中系数为1.193,残余应力影响下的八面体Schmid应力幅值降低了10%左右。DD6低周疲劳试验结果在预测结果的2倍分散带以内。结论喷丸强化可以有效提高DD6低周疲劳寿命,对低周疲劳寿命的影响机制为残余应力的引入与粗糙度的改变。所建立的喷丸强化单晶合金DD6低周疲劳寿命预测模型具有较好的准确性。

摘要： 传统的通过控制材料来改善车用齿轮抗弯曲疲劳性能的技术途径已近瓶颈,面对日益提高的寿命、性能、质量和轻量化要求,必须寻找其他技术手段来进一步提高车用齿轮的弯曲疲劳强度.喷丸强化工艺可以有效提高齿轮产品的抗弯曲疲劳能力.喷丸强化主要是通过形成残余压应力来提高齿轮的弯曲疲劳强度,通过Goodman关系可以将齿根处沿深度分布的残余压应力和齿轮的局部疲劳强度进行定量关联,据此可以将残余应力这一关键指标定量引入到齿轮设计阶段,可以有效指导企业的齿轮设计加工、喷丸工艺制定,进而显著提高产品质量水平和运行寿命.为了建立准确可信的定量关联,需要对齿轮根部位进行有效的残余应力测试,X射线法是目前世界公认的较为方便、高效的残余应力测试手段.针对齿根的特殊形状,需要采用合适的X射线设备和技术手段才能准确表征残余应力分布情况.

摘要： 研究了陶瓷丸喷丸强化处理对TiAl合金材料表面组织、形貌、硬度梯度、高温疲劳性能及抗外物损伤性能影响的变化规律.结果表明喷丸过程可以在细化晶粒,形成表面硬度梯度;改变表面形貌特征,影响表面应力集中状态;改善材料的高温疲劳性能,同时可以提高合金的抗外物损伤性能.

摘要： 为了提高粉末Udimet720Li合金涡轮盘的疲劳抗力,研究了喷丸强化对粉末Udimet720Li合金试样疲劳寿命的影响,并采用白光干涉仪、X射线应力测量仪、显微硬度计及透射电镜等仪器对表面完整性进行分析,探讨了表面强化机制.结果表明:粉末Udimet720Li合金的疲劳性能存在喷丸强度及覆盖率敏感性.喷丸后试样表面形成了一定深度的残余压应力场和硬化层,对疲劳性能的改善有益;同时由于表面粗糙度增大,局部应力集中效应逐渐显著,喷丸强化的增益效果显著下降.

摘要： 民用飞机构件因存在腐蚀环境及老龄化等因素常出现腐蚀损伤.为提高损伤零件的使用寿命,需对零件损伤表面进行喷丸强化处理.在喷丸强化之前对腐蚀损伤部位进行腐蚀产物的清理和打磨时形成的斜面、圆弧面等复杂形状的表面,会对喷丸强化效果造成影响.本文以腐蚀损伤飞机构件为研究对象,通过采用Abaqus软件建立有限元模型并进行喷丸强化仿真,获得了喷丸方式和工件表面几何形貌对表面残余应力场的影响规律,并进行了试验验证.结果表明:数值模拟所得的表面残余应力场分布规律与试验测量所得规律相符.

摘要： 本文介绍了喷丸强化的原理,说明了喷丸强化在传动系统中的典型应用,结合实例详细阐述了工程上喷丸强化设计工艺参数的确定.该论文可为工程喷丸应用提供指导.

摘要： 针对航空发动机叶片与轮盘榫连接结构的微动疲劳现象,自行设计了微动磨损试验机,采用"平面-平面"接触形状模拟榫结构接触行为,对Ti-6Al-4V合金微动损伤特征进行研究.试验中采用等离子喷涂CuNiIn与喷丸强化复合处理手段,以协同提高Ti-6Al-4V合金的抗微动磨损性能.结果表明,接触边缘部位为榫结构微动疲劳损伤"危险区".CuNiIn涂层缓和了接触区边缘应力集中程度,改善了微动条件下的局部应力分布,起到了有效防护作用.

摘要： 喷丸是在高速运动的弹丸流喷射材料表面，反复击打使材料表层发生明显的塑性变形。最终在材料表面造成一强化层深度＜1mm，可有效提高零部件疲劳寿命和应力腐蚀抗力。

摘要： 根据航空发动机发展需求,第三代单晶合金DD10成为涡轮叶片的重要材料.基于涡轮叶片抗疲劳需要,对DD10单晶合金进行喷丸强化,采用扫描电镜和高分辨透射电镜截面分析研究了表面形变层,并表征了760°C高温缺口(Kt=1.7)疲劳性能.结果表明:喷丸后DD10合金表面呈现严重变形层、45°交错孪晶层和基体组织组成的梯度组织状态.45°交错孪晶层的产生原因是弹丸撞击过程的切应力分量.在梯度组织状态的作用下,喷丸后DD10合金的760°C高温缺口疲劳极限提高20.5％.

摘要： 对不锈钢材料1Cr11Ni2W2MoV进行了激光冲击强化和喷丸强化后表面粗糙度和残余应力测试分析,与喷丸相比,激光冲击强化对试件表面形貌和表面粗糙度的影响更小,产生的残余压应力更大.对光滑试件和两种强化后试件的振动疲劳对比试验表明,激光冲击强化能显著提高不锈钢材料振动疲劳寿命,是喷丸的2倍以上.

摘要： 本文采用不同喷丸强度对铸态镍铝青铜(NAB)进行表面强化处理,之后进行了粗糙度、残余压应力和表层显微硬度等测试,并采用极化曲线、EIS曲线(交流阻抗曲线)来表征喷丸后NAB的腐蚀行为.结果表明,由于弹丸的冲击以及强烈的不均匀塑性变形导致表面粗糙度增大,形成残余压应力场,并且显微硬度明显提高.在对静态腐蚀行为研究中发现,腐蚀初期由于粗糙度以及表面活化能的增加,喷丸试样腐蚀速率高于未喷丸试样.但随着腐蚀时间的增长,在喷丸试样表面形成了致密并且均匀的钝化膜,阻碍腐蚀反应发生,使得喷丸试样腐蚀速率明显低于原始试样.这种静态腐蚀行为主要是由于粗糙度、残余压应力场以及晶粒细化等共同造成的.

摘要： 反射部件(1)的反射部(20)在孔的内面从管(W)的孔的入口侧开口向出口侧开口移动。此时，反射部(20)由其两侧的引导部(30)引导。向管(W)的孔的内面投射的弹丸，通过入口侧的引导部(30)的孔而到达反射部(20)，在反射部向管(W)的孔的内面被反射。由此，由于能够向弯曲部(P)的孔的内面内侧反射弹丸，因而能够减小弹丸偏向弯曲部(P)的孔的内面外侧的倾向。结果，由于能够应对管(W)的薄壁化，因而能够同时谋求管(W)的高强度化和轻型化。结果，能够谋求作业性和通用性的提高，并且，应用于管的弯曲部的孔的内面变得容易。

摘要： 反射部件(1)的反射部(20)在孔的内面从管(W)的孔的入口侧开口向出口侧开口移动。此时，反射部(20)由其两侧的引导部(30)引导。向管(W)的孔的内面投射的弹丸，通过入口侧的引导部(30)的孔而到达反射部(20)，在反射部向管(W)的孔的内面被反射。由此，由于能够向弯曲部(P)的孔的内面内侧反射弹丸，因而能够减小弹丸偏向弯曲部(P)的孔的内面外侧的倾向。结果，由于能够应对管(W)的薄壁化，因而能够同时谋求管(W)的高强度化和轻型化。结果，能够谋求作业性和通用性的提高，并且，应用于管的弯曲部的孔的内面变得容易。

摘要： 本实用新型公开了一种强化喷丸设备副箱主轴减速齿轮喷丸工装，包括转接头、顶盖、底座和齿轮，底座与下部设备装配，底座上设有底座中轴，齿轮套在所述底座中轴上；齿轮与底座中轴之间设有轴‑孔固定结构；顶盖倒扣在齿轮与底座上，齿轮与顶盖之间设有孔槽；转接头通过螺栓与顶盖连接，转接头顶部与上部设备接触装配。该工装减轻了工装的重量，降低了操作工的劳动强度和设备的压力，装配方便，实现了进口设备在除喷丸间齿轮工装通用性，提高了喷丸效果。

摘要： 一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置及喷丸强化方法，它涉及一种喷丸强化装置及喷丸强化方法，具体涉及一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置及喷丸强化方法。本发明为了解决现有喷丸强化装置和喷丸强化方法使小模数直齿圆柱齿轮齿宽方向喷丸产生的残余压应力和形成的喷丸表面粗糙度的均匀性不好，喷丸表面粗糙度值偏高，影响齿轮的使用寿命和接触精度的问题。本发明所述喷丸强化装置包括控制器、回转运动机构、直线运动机构、喷嘴支架和两个喷嘴，待加工的小模数直齿圆柱齿轮安装在所述回转运动机构上，两个喷嘴对称设置在待加工的小模数直齿圆柱齿轮的两侧，两个喷嘴通过喷嘴支架与所述直线运动机构连接。本发明属于机械加工领域。

摘要： 本发明提供了一种不锈钢叶片的喷丸强化处理系统及其喷丸强化方法，其能克服在传统喷丸强化处理过程中叶片变形的问题，并能保证叶片喷丸强化效果，有效提高叶片加工效率及加工质量。其包括叶片夹持装置、喷丸系统、数控中心、两个机器人手臂，喷丸系统设有两个喷丸喷枪，两个机器人手臂分别夹持一个喷丸喷枪，两个机器人手臂分别设置有叶片夹持装置的两侧，并且使得两个机器人手臂夹持的喷丸喷枪分别正对待喷丸处理的叶片的内弧面、背弧面，两个机器人手臂、喷丸系统分别与所述数控中心电控连接。

摘要： 本发明公开了一种齿轮齿面喷丸强化装置及喷丸强化方法，装置包括两个并排布置的喷嘴固定杆，每个喷嘴固定杆上至少安装两个喷嘴、两个喷嘴固定杆上安装的喷嘴的朝向呈交叉态，两个喷嘴固定杆之间设有喷嘴距离调节装置。方法包括：两束弹丸分别从齿轮的某一轮齿两侧呈交叉态射向轮齿，弹丸与齿顶成δ角投射，δ为20°‑80°，此时一束弹丸与该轮齿的一侧以与轮齿节圆处成θ角投射，另一束弹丸则与该轮齿的另一侧以与轮齿节圆处成θ角投射。本发明能够提高齿轮节圆处的表面残余压应力、降低喷丸时间并且能够防止齿顶外侧出现微突起。

摘要： 一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置及喷丸强化方法，它涉及一种喷丸强化装置及喷丸强化方法，具体涉及一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置及喷丸强化方法。本发明为了解决现有喷丸强化装置和喷丸强化方法使小模数直齿圆柱齿轮齿宽方向喷丸产生的残余压应力和形成的喷丸表面粗糙度的均匀性不好，喷丸表面粗糙度值偏高，影响齿轮的使用寿命和接触精度的问题。本发明所述喷丸强化装置包括控制器、回转运动机构、直线运动机构、喷嘴支架和两个喷嘴，待加工的小模数直齿圆柱齿轮安装在所述回转运动机构上，两个喷嘴对称设置在待加工的小模数直齿圆柱齿轮的两侧，两个喷嘴通过喷嘴支架与所述直线运动机构连接。本发明属于机械加工领域。

摘要： 本发明提供了一种不锈钢叶片的喷丸强化处理系统及其喷丸强化方法，其能克服在传统喷丸强化处理过程中叶片变形的问题，并能保证叶片喷丸强化效果，有效提高叶片加工效率及加工质量。其包括叶片夹持装置、喷丸系统、数控中心、两个机器人手臂，喷丸系统设有两个喷丸喷枪，两个机器人手臂分别夹持一个喷丸喷枪，两个机器人手臂分别设置有叶片夹持装置的两侧，并且使得两个机器人手臂夹持的喷丸喷枪分别正对待喷丸处理的叶片的内弧面、背弧面，两个机器人手臂、喷丸系统分别与所述数控中心电控连接。

摘要： 本发明公开了一种齿轮齿面喷丸强化装置及喷丸强化方法，装置包括两个并排布置的喷嘴固定杆，每个喷嘴固定杆上至少安装两个喷嘴、两个喷嘴固定杆上安装的喷嘴的朝向呈交叉态，两个喷嘴固定杆之间设有喷嘴距离调节装置。方法包括：两束弹丸分别从齿轮的某一轮齿两侧呈交叉态射向轮齿，弹丸与齿顶成δ角投射，δ为20°-80°，此时一束弹丸与该轮齿的一侧以与轮齿节圆处成θ角投射，另一束弹丸则与该轮齿的另一侧以与轮齿节圆处成θ角投射。本发明能够提高齿轮节圆处的表面残余压应力、降低喷丸时间并且能够防止齿顶外侧出现微突起。

摘要： 一种激光温喷丸与激光喷丸的组合强化方法，先线切割得到用于强化处理的镍基单晶高温合金样品，然后对样品进行激光温喷丸强化，再对激光温喷丸强化后的样品进行激光喷丸强化，然后对激光喷丸强化后的样品进行表面硬度测量，再用透射电镜对激光喷丸强化后的样品表面微观组织结构进行观察，最后对激光温喷丸强化、激光喷丸强化的参数进行优化，使强化后样品的硬度值更大，微观组织结构的位错密度更大；本发明综合了激光温喷丸和激光喷丸两项强化技术的优点，样品强化效果好；防止残余压应力高温下发生热释放，获得致密稳定的残余压应力层，可广泛应用于航空发动机叶片。