汽車行業(yè)發(fā)展一直是我國(guó)談?wù)摰脑掝}，隨著人們經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于汽車性能要求的逐步提升，這就使得汽車零部件面臨著削減重量、延長(zhǎng)壽命的雙重壓力，只有采用合理的表面處理工藝，才可以有效解決上述問(wèn)題，到底是怎樣的處理工藝，天津鋼丸企業(yè)為你解析。
對(duì)于汽車上的關(guān)鍵受力零部件，如齒輪、彈簧、離合器、連桿、凸輪軸、曲軸和扭桿等來(lái)說(shuō)，隨著用戶對(duì)其質(zhì)量和使用壽命要求的不斷提高，產(chǎn)品設(shè)計(jì)已經(jīng)提升到了安全—疲勞可靠性設(shè)計(jì)和耐久性損傷容限設(shè)計(jì)理念水平。以符合減輕重量和提高疲勞強(qiáng)度并行的發(fā)展趨勢(shì)。
這些長(zhǎng)期處于交變應(yīng)力集中載荷下的零件，疲勞斷裂是零件發(fā)生失效的主要模式。在現(xiàn)有的各種表面改性工藝中，噴丸強(qiáng)化加工技術(shù)是行之有效、經(jīng)濟(jì)的一種方式，與其他工藝相比，具有成本低廉、效果顯著、表面粗糙度低和殘余壓應(yīng)力場(chǎng)深等特點(diǎn)。除了能大大改善零件的疲勞性能，還可顯著提高應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抗力。
工藝原理
噴丸強(qiáng)化是一個(gè)冷處理過(guò)程，即無(wú)數(shù)個(gè)小圓球（被稱為鋼丸的介質(zhì)）連續(xù)捶打零件表面。從而產(chǎn)生一個(gè)高度壓縮力作用下的半球，于是無(wú)數(shù)凹陷重疊形成均勻的殘余壓應(yīng)力層，最終實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)零件壽命的目的。
很多金屬疲勞失效的原因就是拉應(yīng)力。這些拉應(yīng)力的產(chǎn)生是由于外部施加的交變載荷或生產(chǎn)過(guò)程如焊接、研磨和機(jī)加工形成的殘余應(yīng)力。拉應(yīng)力試圖將零件表面拉伸或拉扯，最終導(dǎo)致裂紋的發(fā)生。而壓應(yīng)力擠壓表層處的晶粒，使該區(qū)域的晶粒結(jié)構(gòu)夯實(shí)、緊固地結(jié)合在一起，從而極大地延緩疲勞裂紋的形成。壓應(yīng)力層下，細(xì)紋延展緩慢，因此增加壓應(yīng)力層深度，能有效抑制裂紋發(fā)生和發(fā)展。而噴丸強(qiáng)化形成的應(yīng)力是壓應(yīng)力，它能抵消或消減零件表面原來(lái)承受的破壞性的拉應(yīng)力。拉應(yīng)力越小，零件的使用壽命也就越長(zhǎng)。
主要用途
噴丸強(qiáng)化工藝主要用于抗金屬疲勞。疲勞載荷周期由成千上萬(wàn)個(gè)重復(fù)的載荷循環(huán)構(gòu)成，交變載荷形成的拉應(yīng)力在零件表面起破壞性的拉扯作用。拉應(yīng)力的減少導(dǎo)致疲勞壽命的增加，如拉應(yīng)力減少32%，即262MPa，載荷周期壽命可增加300%，即150000次。
強(qiáng)化對(duì)于以下兩種情況效果特別顯著：
1.應(yīng)力誘導(dǎo)處
應(yīng)力誘導(dǎo)包括圓角、缺口、跨孔、凹槽和鍵槽等。強(qiáng)化導(dǎo)入一個(gè)高強(qiáng)度、局部壓應(yīng)力，從而抵消這些形狀變化引起的拉應(yīng)力集中。
2.高強(qiáng)度材料
對(duì)于高強(qiáng)度材料，壓應(yīng)力與材料的拉伸強(qiáng)度直接關(guān)聯(lián)。材料拉伸強(qiáng)度越高，需要導(dǎo)入的壓應(yīng)力也越大。高強(qiáng)度材料具有較堅(jiān)固的晶體結(jié)構(gòu)，晶格能抵擋較高程度的擠壓，從而能存儲(chǔ)更多的殘余應(yīng)力。
所用介質(zhì)的選擇
噴丸強(qiáng)化使用的介質(zhì)包括圓球狀的小鋼丸、不銹鋼切絲、玻璃珠等，最常用的是鑄鋼丸。如果不希望零件在強(qiáng)化后表面可能留有一些鐵屑斑污，可選擇不銹鋼材料介質(zhì)。
處理過(guò)的不銹鋼切絲，其優(yōu)點(diǎn)是均勻、一致且高度耐用。比起鋼丸，它有更多種不同等級(jí)的硬度和尺寸可供選擇。
玻璃珠一般小而輕，對(duì)于一些精密零件或易損零件，要求非常低的強(qiáng)化強(qiáng)度時(shí)，可考慮選擇該種介質(zhì)。
介質(zhì)硬度也會(huì)影響產(chǎn)生的壓應(yīng)力強(qiáng)度。其硬度必須高于或至少等同于待強(qiáng)化零件的硬度，除非進(jìn)行的只是表面光飾。對(duì)于大量有色或非有色金屬零件，一般硬度的鋼丸（45～52HRC）就可以滿足這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
目前，高強(qiáng)度、高硬度材料（50HRC以上）普遍使用于零件制造，促使特殊硬度鋼丸的普遍使用（55～62HRC）。