齿轮喷丸、强化原理

喷丸强化原理：

通过喷丸连续、均匀轰击金属表面，类似用微型小锤不断均匀敲打金属表面，压出凹形坑，凹坑下的金属层形成多重均匀的残余压应力集中层，而压应力区裂痕难以产生和延展，金属的疲劳断裂和腐蚀断裂基本都起源于金属表面，那么通过喷丸强化可以有效防止此类失效的产生，延长产品寿命。

       

齿轮失效建模：

齿轮的圆柱体在相同的脉动载荷下，发生金属疲劳断裂的难易度 a > b > c

齿轮的三大失效形式: 

1.断裂：

1.1由于脉动交变载荷导致的断裂失效：（a）金属机械疲劳导致断裂；（b）金属腐蚀导致的断裂；（c）由于微动或者摩擦导致的疲劳断裂。

1.2由于冲击力导致的断裂失效：（a）金属由于冲击导致的脆性断裂，脆断；（b）冲击力导致的韧性断裂。

1.3静载断裂：（a）齿轮金属应为应力的腐蚀发生断裂；（b）金属氢脆导致的断裂，也称延迟断裂。

2.变形：

（a）由于齿轮断裂导致变形失效；（b）磨损导致的变形失效；（c）载荷导致的塑性形变。

3.横截面变小：

齿轮横截面的变小，其原理和变形类似“形变”。

齿轮喷丸强化原理：

现在我们知道喷丸强化可以有效的防止金属的疲劳断裂和腐蚀断裂，而齿轮的失效模式中主要的就是疲劳断裂和腐蚀断裂，那么我们就可以使用喷丸强化齿轮，达到齿轮延长寿命的目的。

齿轮喷丸强化实验验证：

齿轮材料	抗拉强度σb（ＭＰa）	未喷丸齿轮的表面疲劳强度极限σws （ＭＰa）	△σws /σws （％）	喷丸齿轮内部疲劳强度极限σwi（ＭＰa）	σwi– σws /σws （％）
70SC钢丝	1860~1960	734	－	950	29
75SC钢丝	2060~2160	763	3.9	1030	35
90SC钢丝	2080~2180	889	21.0	1200	35

通过以上实验参数，我们可以确定对齿轮喷丸，达到强化齿轮的设想是可以实现的。

喷丸设备的选择：

齿轮喷丸强化主要使用的为齿轮强化机或多分度数控喷丸机。

喷丸介质选择：

目前可选用不锈钢丸、铸钢丸等丸粒作为喷丸介质，用来强化齿轮。

齿轮强化工艺：

• 使用阿尔门试片测试喷丸强度和重复喷丸覆盖率，选择出合适的喷丸强度和喷丸时间和次数；
• 实际喷丸处理，使用夹具等固定齿轮，进入喷丸室进行喷丸；
• 测试弧高和残余应力和覆盖率。

我们提供喷丸设备、介质以及喷丸代工服务，欢迎垂询。