Kraftfuld skud peening proces i gear behandling
Rollen som kraftfuld skud peening
En vigtig metode til at forbedre bøjning træthed styrke og kontakt træthed styrke gear tænder er en vigtig måde at forbedre gear anti-beslaglæggelse evne og øge gear levetid.
Arbejdsprincip
Den kraftfulde skud peening proces primært bruger højhastigheds-jetting af små stål skud til at ramme overfladen af emnet, der skal sprøjtes ved stuetemperatur, forårsager elastoplastisk deformation af overfladematerialet af emnet og præsentere en højere resterende trykbelastning, hvilket forbedrer overfladestyrken og træthedsstyrken af emnet. Shot peening gør overfladen af den del elastisk deformere, men producerer også et stort antal tvillinger og forskydninger, således at overfladen af materialet behandles og styrkes. Som vist i figur 1:
Figur 1-a Overfladen af den del, der er skudt, og sprængning Figur 1-b Delens overflade uden skudblæsning
Virkningen af shot peening på overfladen morfologi og ydeevne er primært manifesteret i at ændre overfladen hårdhed, overflade ruhed, stress korrosionsbestandighed og træthed liv af dele. Materialet overflade af den del gennemgår cyklisk plast deformation under påvirkning af stål skud. Ifølge materialets art og tilstand vil materialets overflade efter skudpelen undergår følgende ændringer: hårdhedsændring, organisationsstrukturændring, faseovergang, overfladeafstrumfeltdannelse, ændring af overfladerets ruhed osv.
Metode til måling af skud peening styrke
Når et stykke metal er ramt af en strøm af stål skud, vil det bøje. Mætning og skud peening styrke er to vigtige begreber i skud peening proces. Den mættede tilstand refererer til tilstanden, når sprayen fortsætter under de samme betingelser uden at ændre de mekaniske egenskaber ved det sprøjtede område. Den såkaldte skud peening styrke er at lave en metalplade af en bestemt specifikation (dvs. et prøveemne) pre-made ved at ramme den for at nå styrken af den mættede tilstand inden for et bestemt tidsrum, og bue højden af prøveemnet bruges til at måle dens sprængning. Graden af styrke.
På nuværende tidspunkt, den mest udbredte American Society of Vehicle Engineering skudt peening standard vedtager skud peening testmetode foreslået af Alman-den bue højde metode. Denne metode blev foreslået af JO Almen (Almen) af GM Company og blev udviklet af SAEJ442a og Det vigtigste punkt i den målemetode, der er angivet i SAE443-standarden, er at anvende et fjederstålprøvestykke af en bestemt specifikation for at afspejle skudslende effekt ved at detektere formen efter skudspudning. Når enkeltsidet skudpening udføres på et tyndt pladeprøveemne, udsættes overfladelaget for trækdemonformation under skuddets virkning, så den tynde plade er sfærisk buet mod skudoverfladen. Normalt måles buehøjdeværdien af den sfæriske overflade ved en vis spændviddeafstand og bruges til at måle intensiteten af skuds peening. Buehøjdeværdien bestemmes ved at fastsætte Almen-prøveemnet på et særligt armatur efter skudsusning og derefter fjerne prøveemnet og derefter bruge Almen-måleren til at måle trækaftrykningen af prøveemnet, der er fremstillet af enkeltsidet skudpening (det vil sige buehøjdeværdien). Hvis lysbuehøjden målt ved prøveemnet er 0,35 mm, registreres den som 0,35 A.
En anden inspektion metode til skud peening styrke er resterende stress inspektion, det vil sige den resterende stress inspektion af emnet efter stærk skud peening. Den specifikke inspektionsmetode er røntgendiffraktion. Følgende metode anbefales i den amerikanske SAE J784a-standard: Røntgenstrålernes hændelser og diffracterede stråler skal være parallelle med tandroden i gearet, målepositionen på det cylindriske ansporegear og cylindriske spiralgear skal være i midten af tandrodens bredde, og bestrålingsområdet skal koncentreres på tanden. Rodfiletens centrum kan ikke strække sig sidesideal ud over det angivne målepunkt for dybden af tandrodsfiletoverfladen. Bestrålingsområdets størrelse kan styres ved at lede strålen og dække tandrodens overflade korrekt. på hvert valgt redskab, der skal inspiceres, Mindst to tænder skal vælges til evaluering, og intervallet mellem de to tænder er 180°. Hvis tandens effektive tandprofil er beskyttet og ikke jord, kan det anses for, at tandroden til måling af restbelastningen under overfladen ikke er beskadiget og kan bruges til produktion.
Effekten af skud peening på at forbedre træthed modstand af dele
Essensen af materialeoverfladens forstaengning ved hjælp af overfladekold deformation er, at kold deformation forårsager ændringer i materialets overfladestruktur, indførelse af restkompressiv stress og ændringer i overflademorfologi.
Shot peening forbedrer overfladen egenskaber af materialet
I processen med at styrke skud peening, når den lille sfæriske stål skud rammer overfladen af sprøjtede emne ved høj hastighed, vil overfladen materiale af emnet være elastisk og plastisk deforme. Nedslagsstedet vil frembringe et krater på grund af plastdeformation. Nedslaget vil få overfladematerialet nær krateret til at udvikle en diameter. At udvide. Når flere og flere stål skud ramte overfladen af emnet, der skal sprøjtes, flere og flere dele af overfladen af emnet absorbere kinetisk energi af højhastigheds-bevægelse stål skud og producere plast reologi, som forårsager radial udvidelse af overfladematerialet på grund af plast ændringer. Området bliver større og større, og de plastisk deforme overflader forbindes gradvist i stykker, så der gradvist dannes et ensartet plastdeformationslag på emnets overflade. Når plastdeformationslaget dannes, vil den kontinuerlige shot peening gøre plastdeformationslag gradvist tyndere på grund af den kontinuerlige forlængelse. Samtidig vil den radiale udvidelse af plastdeformationslaget blive begrænset af det tilstødende område og medføre, at den overlappende del ødelægges. Kontinuerlig skud peening og peeling. Derfor skal tidspunktet for skud peening være strengt kontrolleret.
Effekt af Shot Peening på resterende stress af karbureret Gear Surface
Med hensyn til årsagen til dannelsen af resterende belastning på overfladen af emnet ved shot peening, ifølge synspunkt Al-Obaid et al.: Når højhastighedsstål skud rammer overfladen af prøven, plast deformation opstår på nedslagsstedet og et krater tilbage. Når flere og flere stål skud Når det rammer overfladen af prøven, en ensartet plast deformation lag vil blive dannet på overfladen af prøven. Da volumenudvidelsen af plastdeformationslagmet vil blive begrænset fra det uplastisk deformerede naboområde, udsættes hele plastdeformationslagmet for trykbelastning.
Fordi den resterende trykbelastning og dens fordeling har en stor indflydelse på træthed liv af gear, fordele og ulemper ved skud peening proces vil direkte påvirke den resterende stress og dens fordeling. Derfor er nøjagtig bestemmelse af den resterende belastning på overfladen af de sprøjtede dele en effektiv metode til vurdering af fordele og ulemper ved skudpeeningsprocessen.
Effekten af skud peening på overfladen ruhed af dele
Styrkelse skud peening vil forårsage plast deformation af sprøjtede overflade af den del, og ændre overfladen ruhed af den del. Overflade ruhed er en slags mikroskopisk geometrisk form fejl, også kaldet mikroskopisk ujævnhed. Overfladen ruhed er den samme som overfladen bølgethed og formen fejl. Det hører til den geometriske form fejl af den del. Overfladenrensens er en vigtig indflydelse på maskindelens ydeevne. Virkningen af skud peening på overfladen ruhed af materialet er normalt i intervallet Ra0.6-20mm. Uden at ændre procesparametrene, jo højere er materialets oprindelige overflade ruhed, jo større er Ra-værdien efter skudspe. Produktionspraksis har vist, at under normale omstændigheder, hvis overfladen ruhed før sprøjtning er under 6.3mm, kan skud peening øge eller opretholde den oprindelige overflade ruhed. Hvis den oprindelige overflade ruhed er over 6.3mm, vil overfladen ruhed efter skud peening falde. I produktionspraksis bør vi for at opnå en mere ideel skudpegensningsoverflade tage udgangspunkt i følgende aspekter: at give en bedre original overflade, Ra-værdien skal være under 6,3 mm; vælge en rimelig stål skud diameter og skud tryk; Efter diameteren stål skud er shot-peened, er det dækket en gang med en mindre stål skud ved lavt tryk (skud peening styrke værdi kan ikke ændres) for at opnå en bedre overflade ruhed.
Overfladen af delene efter skudpening skal være let poleret, og mængden af metalfjernelse på overfladen skal styres under polering. På denne måde er den forstærkende effekt af skudpening ikke beskadiget, og overfladens ruhed kan forbedres. Dette er naturligvis et problem med flere faktorer, uanset hvilken metode der anvendes, andre faktorers indflydelse skal overvejes på samme tid.
Procesparametres indflydelse på skudpeeneffekt
De vigtigste faktorer, der påvirker kvaliteten af skud peening er som følger: shot materiale, skudt diameter, skudt hastighed, skud flow, skud vinkel, skud afstand, skudt tid, dækning sats, osv. Ændringen af en af disse parametre vil påvirke effekten af skud peening i varierende grad.
Indflydelsen af stål skud materiale, hårdhed, størrelse og partikelstørrelse på skud peening effekt
Støbejern skud og støbt stål skud er normalt bruges til skud peening af hærdede gear. Ulempen ved støbejern skud er dens lave sejhed. Det er nemt at blive brudt under skud peening og har en stor mængde slid. Den knækkede stål skud skal adskilles i tide, ellers vil det påvirke overfladen kvaliteten af skud. Men fordelene ved støbejern skud er lav pris og høj hårdhed, som kan forårsage høj resterende trykbelastning på den sprøjtede overflade. Sammenlignet med støbejern skud, støbt stål skud har den fordel, at det ikke er let at blive brudt, og er til gavn for geometri sprøjtede overflade. Men hårdheden af støbt stål skud er lavere end støbejern skud. Under andre forhold er den resterende trykbelastning af den sprøjtede overflade lavere end for støbejernsskud.
For emnet, der skal sprøjtes, kvaliteten af stål skud og hastigheden af stål skud bestemme stabiliteten af skud peening effekt. Blandt dem, kvaliteten af stål skud har en stor indflydelse på effekten af skud peening. Den generelle regel er: diameteren af stålskuddet er lille, den resterende belastning på overfladen af emnet er højere, men det forstærkende lag er lavt; diameteren af stålskuddet er stor, den resterende belastning på overfladen af emnet er lavere, men det forstærkende lag Dybere; stål skud hårdhed er høj, skudt peening styrke er også høj; stål skud diameter stiger, skudt peening styrke også stiger; stål skud hastighed stiger, skudt peening styrke, overflade trykbelastning og styrke lag dybde stigning.
Rimelig udvælgelse og kontrol af skud peening parametre kan opnå gode skud peening effekter. Under normale omstændigheder påvirkes stålskuddets diameter af de dele, der sprøjtes. Generelt bør stålskuddets diameter ikke være større end halvdelen af redskabsovergangsområdets filetdiameter. Stål skud, der er for store kan ikke sprøjtes på de runde hjørner af gear. Når overflade ruhed er påkrævet, mindre stål skud bør anvendes så meget som muligt. For at opfylde dækningskravene vil skudpeeningstiden stige hurtigt, efterhånden som stålskuddets størrelse øges, og små stålbilleder hurtigt kan opfylde dækningskravene. Derfor bør diameteren af stålskuddet ikke være for stor. Ifølge den faktiske situation, vælger vores virksomhed stål skud med diametre på φ0.6mm og φ0.8mm, og den opnåede effekt er ideel.
Samtidig er materialet af stålskud også meget vigtigt. Nationale standarder har allerede givet strenge specifikationer for den metallografiske struktur, kemisk sammensætning, mindste tæthed og hårdhedsafvigelsesområde for stålskud. Kvaliteten af stål skud af kvalificerede materialer bør være strengt kontrolleret for at sikre ensartet sfærisk form og størrelse, og tilstrækkelig stål skud. Faldet i mængden af stål skud vil reducere den tilsvarende skud peening styrke. Derfor skal stål skud kontrolleres med visse intervaller, ukvalificeret stål skud skal fjernes i tide, og en vis mængde stål skud skal udskiftes og øges. Ellers kant og hjørner af deforme stål skud kan forårsage mikro-revner på overfladen af de sprøjtede dele og forårsage træthed kilder. Generelt bør antallet af kvalificerede stål skud være ikke mindre end 80%. Indholdet af kvalificerede stål skud er generelt kontrolleres af skærme af forskellige specifikationer
Hårdheden af stålskuddet bør overveje hårdheden af emnet materiale. Når hårdheden af stålskuddet er meget tæt på tandhjulsmaterialets hårdhed, påvirkes den maksimale trykbelastning og kompressionsdybde ikke af stålskuddets hårdhed. Derfor, når du vælger et stålskud, bør hårdheden af stålskuddet være større end eller lig med hårdheden af gear skud peened overflade. For karburerede gear, er det bedst at bruge stål skud med en hårdhed på 55-65HRC at opnå en tilfredsstillende trykbelastning effekt.
Indflydelsen af stål skud flow, hastighed, og injektion vinkel på skud peening effekt
Kastehovedet er direkte drevet af en variabel frekvensmotor, og kastehovedets hastighed kan ændres ved at ændre motorens frekvens. Under centrifugalkraftens virkning flyder stålet fra hullet på løbehjulsakslen til klingen og kastes derefter i en fast vinkel af den roterende klinge med høj hastighed. Pumpehjulets hastighed bestemmer stålskuddets starthastighed. Motorens maksimale hastighed er 3000r/min.
Som sprængning hovedet roterer, stål skud vil blive løbende smidt ud, så strømmen af stål skud ind i løbehjulet skaft af sprængning hovedet skal være i stand til at sikre, at sprængning hovedet har en tilstrækkelig forsyning af stål skud, som kræver hyppig tilskud af skud sprængning maskinens stål skud opsving system, Endnu vigtigere, bestanden af stål skud i mediet justeres ved at justere åbningen størrelsen af skudkontrolventilen til at justere strøm af stål skud passerer gennem skudkontrol ventilen ind i kaste hovedet. Indgangsvolumenet for skudblæsningsmaskinens stålskud fastgøres, når det er justeret. Ved normal brug opnås ændringen af stålskuddets strømningshastighed ved at justere sprænghovedets rotationshastighed, dvs. Hvis løbehjulet roterer, er stålskuddets strømningshastighed pr. enhedstid større og omvendt. På skudblæsningsmaskinen har hvert sprænghoved et ammeter tilsluttet det for at vise strømningshastigheden af stålskuddet. Når skudspeningskvaliteten ikke opfylder de tekniske krav, skal motorfrekvensen justeres. Justeringen er at bestemme graden af justering gennem aflæsninger, der vises på ammeteret. Ammeterets aflæsningsområde er 0-30A.
afslutningsvis
I skud peening proces, er materialet overfladen udsat for den voldelige virkning af stål skud til at producere en deformation hærdet lag, som vil forårsage to effekter:
For det første, strukturen forårsager sub-krystal raffinement, dislokation tæthed stiger, og gitter forvrængning stiger;
Den anden er at indføre høj makroskopisk resterende trykbelastning.
Desuden øges overflade ruheden på grund af virkningen af stålskuddet, hvilket vil gøre de skarpe værktøjsmærker, der produceres under skæringen, ofte glatte. Disse ændringer vil i væsentlig grad forbedre materialets udmattelsesmodstand og belastningsbestandighed og dermed forbedre udstyrets levetid betydeligt.
