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鴻鑫鋼丸帶您了解噴丸強(qiáng)化技術(shù)，搞懂了你就成為專家了

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1. 齒輪的硬噴丸技術(shù)

（1）硬噴丸技術(shù)

硬噴丸不同于常規(guī)噴丸，而是采用700HV高硬度鋼丸進(jìn)行高強(qiáng)度噴丸，并使A型試片產(chǎn)生0.6mm以上的弧高，形成較大的殘余壓應(yīng)力，得到高的疲勞強(qiáng)度。適合于優(yōu)質(zhì)滲碳鋼（如DSG1鋼，Si含量降至0.15%以下，而使內(nèi)氧化現(xiàn)象及非馬氏體大為減少；降低晶界脆性元素P的含量＜0.015%，提高Mo含量至0.4%而使?jié)B層韌性大為改善），它在消除內(nèi)氧化等滲碳缺陷及確保滲層韌性方面效果較好。

（2）兩次噴丸（雙噴丸）技術(shù)

對于滲碳淬火硬度在600HV以上齒輪，較難通過正常噴丸達(dá)到較高壓應(yīng)力。為此采用二次噴丸硬化提高疲勞強(qiáng)度，即首先采用700HV高硬彈丸進(jìn)行高強(qiáng)度噴丸（如0.6mm鋼丸），并使A型試片產(chǎn)生0.6mm以上的弧高，獲得一定深度的表面強(qiáng)化層，然后再用細(xì)小的低強(qiáng)度小彈丸（如0.08mm鋼丸）進(jìn)行一次低強(qiáng)度噴丸，可在工件表面和次表面形成殘余壓應(yīng)力。第二次噴丸的目的就是減輕表面加工硬化，改善表面粗糙度，提高表面壓應(yīng)力，即進(jìn)一步提高齒輪的疲勞性能。此項(xiàng)技術(shù)屬于冷作處理。

2. 硬噴丸新工藝應(yīng)用

例1：直齒輪，材料DSG1（化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為0.20C、＜0.15Si、0.70Mn、＜0.015P、0.015S、1.00Cr及0.40Mo）和SCM420，經(jīng)滲碳淬火、回火處理。**后采用離心式噴丸機(jī)及￠0.8mm鑄鋼丸（化學(xué)成分為0.85C—1Si—1Mn）進(jìn)行噴丸，噴丸強(qiáng)度分別為0.45mmA和0.7mmA弧高。前者屬于常規(guī)噴丸，而后者屬于硬噴丸。齒輪疲勞試驗(yàn)是在電流消耗式齒輪疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。

（1）噴丸處理參數(shù)及檢驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)齒輪噴丸處理參數(shù)如表2所示。通過表2可以看出，硬噴丸齒輪的齒根疲勞強(qiáng)度高于常規(guī)噴丸。硬噴丸齒輪表面硬度和殘余壓應(yīng)力提高而殘留奧氏體和內(nèi)氧化程度降低。

（2）硬噴丸、小彈丸噴丸及二次噴丸的比較

經(jīng)過噴丸處理的工件，其**大殘余壓應(yīng)力值是位于表面下面約0.05mm處，而表面卻低于這個(gè)值，為解決此缺陷，采用細(xì)小彈丸（直徑＜0.1mm）進(jìn)行低強(qiáng)度噴丸處理。三種噴丸工藝參數(shù)如表3所示。

硬噴丸處理得到**高表面硬度，其次是二次噴丸和小彈丸噴丸。小彈丸噴丸使齒輪表面得到非常高的壓應(yīng)力，達(dá)到1.2GPa。而二次噴丸處理得到**高的疲勞強(qiáng)度。同滲碳淬火后齒輪相比較疲勞強(qiáng)度提高到1.5倍。滲碳狀態(tài)的齒輪留有切齒刀痕，經(jīng)過噴丸處理后全部消失，齒輪表面粗糙度得到改善。由于加工刀痕有可能成為應(yīng)力集中部位，因此噴丸處理時(shí)加工表面的改善也是提高疲勞強(qiáng)度的一個(gè)原因。

1.彈丸及其質(zhì)量要求  

齒輪經(jīng)過化學(xué)熱處理后，表面硬度多數(shù)已達(dá)到58~63HRC，在進(jìn)行噴丸強(qiáng)化時(shí)，應(yīng)采用高于或等于表面硬度的彈丸來進(jìn)行噴丸強(qiáng)化處理，以確保表面的殘余壓應(yīng)力數(shù)值和表面強(qiáng)化層深度。此外，彈丸尺寸的選擇應(yīng)確保齒輪的根部得到強(qiáng)化，在進(jìn)行噴丸強(qiáng)化過程中，由于選擇的彈丸直徑過大常常導(dǎo)致小半徑的齒根部位得不到噴射強(qiáng)化。為此，應(yīng)確保彈丸直徑小于齒根半徑的一半。

由于鋼丸質(zhì)量對強(qiáng)化效果影響很大，國家標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)對鋼丸的金相組織、化學(xué)成分、**小密度、硬度偏差給出嚴(yán)格的規(guī)范。

彈丸在使用過程中，不斷破損，需及時(shí)補(bǔ)充新彈丸，彈丸合格數(shù)量應(yīng)保持在80%以上，為此可選用不同規(guī)格的篩網(wǎng)加以控制，以確保噴丸強(qiáng)化效果。由于破碎的彈丸帶有尖角，容易使工件表面產(chǎn)生許多微小的尖切口，從而降低強(qiáng)化效果。因此，在生產(chǎn)過程中應(yīng)將破碎彈丸篩選掉。

彈丸尺寸選擇原則：①當(dāng)對表面粗糙度有要求時(shí)，應(yīng)盡量采用較小鋼丸。②當(dāng)工件帶有內(nèi)、外圓角及溝槽時(shí)，彈丸直徑尺寸應(yīng)小于內(nèi)、外圓角半徑及槽的寬度。③確保彈丸球面形狀尺寸均勻。

2.鋼絲切丸

采用預(yù)鈍化鋼絲切丸技術(shù)生產(chǎn)的新一代表面清理和強(qiáng)化的優(yōu)質(zhì)丸料，不僅鋼丸硬度均勻、尺寸均勻、壽命長，而且生產(chǎn)中粉塵產(chǎn)生率低，可稱之為綠色、環(huán)保鋼丸，可應(yīng)用于齒輪噴丸強(qiáng)化處理等。

3.強(qiáng)韌性彈丸及其化學(xué)配方

（1）用于噴丸的彈丸

一般采用鑄鋼型或切線型，鑄鋼彈丸一般用水霧化方法生產(chǎn)，并調(diào)質(zhì)到392~513HV，對于硬噴丸處理，要求彈丸硬度達(dá)700HV左右。

（2）新型鋼丸

采用快冷離心霧化方法改善中碳鑄鋼枝晶鑄造組織。同時(shí)要求碳含量不低于0.5%，其Mn、S、P含量也均有降低，其化學(xué)成分如表4所示，噴丸處理時(shí)，彈丸流率為0.75kg/s，噴射速度為106m/s，噴丸后弧高為1.0mmA。作為高強(qiáng)韌性彈丸的第二選擇是高碳預(yù)處理過的高強(qiáng)度切線彈丸，尺寸范圍為￠0.8mm，為了得到700HV左右的高硬度，其碳含量增加至0.8%，其化學(xué)成分如表5所示。

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