模具表面喷丸强化(下)

紫阳

　　喷丸强化工艺
　　(1)设备与喷丸介质的选用
　　气动式喷丸机
" c( H. [+ R% o; @　　喷丸用的喷丸机有气动式喷丸机和离心式喷丸机。
+ [0 l+ \& t' d4 j( |* ?3 A+ D: _6 j　　气动式喷丸机是由空气压缩机供给压缩空气，压缩空气通过喷枪时造成负压将弹丸吸人并高速喷出喷嘴，形成弹丸流喷射到零件表面。喷丸机中还有一个使零件运动的机构，能保证喷丸的均匀性和有一定的覆盖范围。
　　保证喷丸强化质量的另一个关键因素是根据零件材料和尺寸特点选择合适的弹丸。经常使用的弹丸都是圆形弹丸，直径为0.05mm～1.5mm不等。弹丸直径由零件沟、槽、圆角等尺寸决定，要保证弹丸直径小于需要强化的沟、槽、圆角的尺寸。
2 z" Q, W* F2 X& h　　常用的喷丸介质(弹丸)有：
  s. Z% U5 D  ?* t! h+ p, R) G　　a、铸铁弹丸：铸铁弹丸硬而脆，易于破碎，目前已很少应用。b、钢弹丸：目前使用最多的是用弹簧钢(直径0.6mm～1.2mm)做成的钢丸，钢丸的硬度HRC一般为45～50，钢弹丸的使用寿命比铸铁丸高20倍左右。c、玻璃弹丸：上世纪七十年代发展起来的，玻璃弹丸的硬度HRC>48，成本较高，主要在航空工业部分获得了较为广泛的应用。
# b! i( ~* h, A　　(2)喷丸强化主要工艺参数的选择
6 q9 a1 T  f0 K, N　　喷丸强化可显著提高表面的残余压应力，从而提高零件疲劳寿命，但要对喷丸参数进行合理的选择，既要考虑到残余压应力达到一定的数值，又防止过度喷丸，以免产生表面缺陷，降低强化效果。
　　实践表明：随喷丸时间的增加，残余压应力逐渐增加；随钢丸转速的增加，残余压应力也逐渐增加；弹丸直径大，喷丸强化效率高，但工件的表面光洁降低。
% N0 V  t  }; q  n& o　　模具喷丸强化应用与效果
　　(1)CrWMn钢制线切割冲模的喷丸强化。
　　模具在电火花切割后，不经喷丸研磨加工、回火，直接装配使用时，常易出现崩刃、折断、碎裂现象。即使不出现这些现象，使用寿命也不高。其原因是热处理产生的拉应力和线切割所产生的热拉应力叠加在一起，容易达到材料的强度极限而产生裂纹。采用回火、研磨、喷丸和回火处理，可有效地去除白硬层和改善切割层的硬度与应力分布状态。用研磨方法也可除去白硬层，但不能改善应力区的应力分布状态，因此，不能根本解决模具的裂纹和崩刃。对线切割模具的白硬层施以喷丸和120～160℃×6～10h的时效处理，则可成倍地提高模具寿命。
　　某厂的CrWMn钢制线切割冲模的刃磨寿命在直接使用时为10700次；160℃×2h回火后，为11180次；研磨除去白硬层后使用时为4860次；研磨除去白硬层再160℃×2h回火时为7450次；磨削去除白硬层后为28743次；喷丸再160℃×2h回火处理为220000次。
1 g/ H" P7 S3 C; t8 x  P　　(3)喷丸强化改善Cr12钢制线切割落料模性能。
6 ~, D  A# q" K6 x7 x- N　　Cr12钢制洗衣机电动机定、转子落料模，在经淬火、回火处理和线切割加工后直接使用时，常呈折断失效，平均使用寿命只有3万余次。改用在电火花加工后增加一道喷丸强化处理工艺后，改善线切割落料模变质量层的性能，使用寿命可提高到10万冲次。
　　综上所述，喷丸强化技术是一种使用简便、成本低、应用范围相当广的模具表面强化技术，强化效果既特别显著又立竿见影，大大延长承受交变负荷的模具使用寿命，是其它强化方法难以比拟的。
文章关键词： 喷丸强化