一種用于提高超高強度鋼零件表面粗糙度的噴丸方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于材料表面處理技術，涉及一種用于提高超高強度鋼零件表面粗糙度的噴丸方法。
【背景技術】
[0002]由于高強度結構件多以疲勞方式發生失效，因此對疲勞性能的要求較高。先進結構材料強度越來越高，但隨之而來的是其應力集中敏感度高，其疲勞強度隨Kt值的提高大幅度下降。并且零件疲勞裂紋多萌生于應力集中部位。
[0003]機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，結構復雜的零件或部位，如內腔、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，從力學角度分析，在外載作用下這些小缺口將會引發較大的應力集中。噴丸可以改變表面形貌，同時在材料表面造成應變硬化，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。超高強度鋼材料加工強度鋼，硬度大，飛機起落架等超高強度鋼零件結構復雜，其深內腔，R圓角等結構加工難度大，難以保證較好的加工表面粗糙度，傳統方法主要是采用砂輪打磨的方法進行二次加工提高粗糙度，但這種方法不易于控制加工質量和材料去除尺寸，容易造成零件表面損傷和尺寸超差。
【發明內容】
[0004]本發明針對超高強度鋼加工難度大，加工表面粗糙度低的問題，提出一種用于提高超高強度鋼零件表面粗糙度的噴丸方法。利用噴丸表面塑性流動規律與噴丸應變硬化規律，使用表面噴丸的方法，提高表面粗糙度的新方法。
[0005]本發明的技術解決方案是，
[0006]第一步:采用直徑為Oa的陶瓷彈丸，噴丸強度為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，噴丸強度為0.10A，噴丸覆蓋率為400%。
[0009]本發明具有的優點和有益效果，本發明是在金屬零件在噴丸過程中，根據材料表面塑性變形和應變硬化的規律，隨著噴丸參數的不斷改變，表面粗糙度隨著不斷提高的技術。本發明是利用超高強度鋼噴丸表面形貌改變和應變硬化規律，采用合適的噴丸參數，分步驟進行噴丸，提高超高強度鋼表面粗糙度。
[0010]本發明在提高表面粗糙度的同時，還可以引入對疲勞性能有利的殘余壓應力場，兼顧提高表面粗糙度和提高疲勞性能的作用。表面質量一致性好，效果穩定可靠；本發明工藝可達性強，零件結構限制小，特別適合處理深內腔，小尺寸溝槽等機械加工難以處理的部位。
【具體實施方式】
[0011]本發明通過以下技術方案實現，包括如下步驟:
[0012]第一步:采用直徑相當的陶瓷彈丸，噴丸強度為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，噴丸強度為
0.10A，噴丸覆蓋率為400%。
[0015]實施例1
[0016]本實例的試驗材料:23Col4Nil2Cr3MoE(A-100)超高強度鋼，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]實施例2
[0021]本實例的試驗材料:40CrNi2Si2MoVA(300M)超高強度鋼，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。
【主權項】
1.一種用于提高超高強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，噴丸強度為0.10A，噴丸覆蓋率為400%。
【專利摘要】本發明屬于材料表面處理技術，涉及一種用于提高超高強度鋼零件表面粗糙度的噴丸方法。本發明是在金屬零件在噴丸過程中，根據材料表面塑性變形和應變硬化的規律，隨著噴丸參數的不斷改變，表面粗糙度隨著不斷提高的技術。本發明是利用超高強度鋼噴丸表面形貌改變和應變硬化規律，采用合適的噴丸參數，分步驟進行噴丸，提高超高強度鋼表面粗糙度。本方法在提高表面粗糙度的同時，還可以引入對疲勞性能有利的殘余壓應力場，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
【申請號】CN201510548587
【發明人】王強, 羅學昆, 王欣, 宋穎剛, 湯智慧
【申請人】中國航空工業集團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