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弹簧抛丸强化(弹簧喷丸)

提供弹簧强化代工,弹簧强化设备,弹簧抛丸强化工艺设计,我们将根据弹簧的材质属性,加工方案,强化要求设计更加经济和有效的弹簧抛丸强化工艺,根据工艺来提供弹簧强化机,弹簧强化介质,弹簧强化设备参数,完成整套弹簧强化工艺和设备服务。

抛丸(喷丸)强化:

金属零件在使用过程中,会发生金属疲劳断裂的现象,尤其在承载循环载荷(交变载荷)的情况下,金属极易产生这种由于金属疲劳而导致的拉应力,拉应力会导致金属产生裂纹,裂纹在金属继续使用(承载交变载荷)过程中,不断延展、扩大,达到一定程度会导致金属断裂;

为了解决金属疲劳断裂的问题,延长金属寿命,我们需要在金属表面产生压应力覆盖成层、表面冷作硬化层,其可以有效抑制金属疲劳的发生,纺织金属裂纹扩散,有效延长产品的使用寿命,这就需要我们引入抛丸强化喷丸强化工艺;

抛丸和喷丸工艺,即是通过抛丸器或者强力压缩空气,将喷抛丸介质(常见钢丸不锈钢丸、雾化不锈钢丸等),高速抛射到金属零件表面,强大的冲击威力,使介质可以在金属表面压出一个个凹坑,凹坑的深度取决于抛丸、喷丸的强度,由于大量大介质全面覆盖金属表面,使其表面压出均匀覆盖的一层凹坑(或者称为皮肤),压出的凹坑,会在金属表面引入大量残余压应力,形成冷作硬化层,而压应力能有效抵消金属表面疲劳产生的拉应力,而且冷作硬化的金属表面抗交变载荷能力强,当金属表面产生疲劳拉应力时,抛丸、喷丸处理后的压应力会抵消拉应力,使其不会累积,最终导致发生裂纹而断裂,在单元位置引入的表面压应力存量完全消耗掉前,这个位置不会发生裂纹和断裂,这样就可以,抵充相当一部分的金属疲劳拉应力,延缓金属发生裂纹和断裂的时间,达到增强金属使用寿命的目的。

弹簧失效机理:

目前常用的弹簧有压缩弹簧、悬架弹簧、板簧等,它们在实际使用过程中,都存在不断承载循环应力交变的情况,根据金属疲劳断裂原理,我们知道,这种情况下,弹簧所使用的金属是一定要发生疲劳断裂的,同时我们可以发现,引入残余压应力,对于LSFM/TSFM模式的疲劳断裂抗力是没有任何影响的,但引入喷丸强化作业,确实对此两种断裂形成了抗力,这就是“弹簧的组织结构强化机制”,发挥了作用,但断裂的机理和方式,我们可以按弹簧种类来分别判断:

1.板簧(钢板弹簧)

板簧其实是一块具有弹性韧度的钢板,其主载荷为固定座和托载间的垂直载荷,尽管也有其他方位的载荷,比如惯性载荷,但由于其他载荷交变循环次数远小于垂直,而且板簧在这些载荷方向上的厚度足够,所以使用寿命内,发生疲劳断裂的可能性小,但也需要考虑,板簧主要是变循环载荷下表面不断产生拉应力累积,导致裂纹,左后变形和断裂;

2.圆簧(压缩弹簧、悬架弹簧)

这类弹簧使用圆柱钢螺旋成中空圆柱体形,由于其旋转成型时是按一定角度来成型的,在使用过程中,弹簧在沿着固定底座和其托载的物体这两点形成的直线方向,不断承受着载荷忽大忽小的连续循环变化,也就是我们所说的循环交变载荷,但不同于板簧,载荷传递到圆簧所使用的圆柱钢上时,由于圆柱钢旋转方向和载荷方向不可能是90度角,也不可能是180度角,那么载荷给弹簧钢带来就不会是单独的切向应力,也不是单独的拉应力,载荷会被分解为一部分切应力、一部分拉应力,也就是说,弹簧圆钢,承载两个方向的交变载荷,就会发生两个方向的疲劳断裂;

除了金属拉应力导致的金属疲劳断裂外,我们发现LSFM/TSFM模式的疲劳断裂跟表面应力变化无关,这种断裂失效属于组织结构上的失效。

弹簧抛丸强化、喷丸强化:

我们已经知道板簧、压缩弹簧、悬架弹簧的失效机理,其实都是弹簧金属在各个方位承载的交变、循环载荷,导致弹簧在不同方向发生的应力拉伸进而疲劳断裂,而对弹簧抛丸强化、喷丸强化,引入表面残余压应力足以应对部主要的疲劳拉应力,抵消弹簧在交变载荷中产生的拉引力,延长弹簧寿命,增加经济效益;

同时对于LSFM/TSFM模式的疲劳断裂,弹簧抛丸强化、和弹簧喷丸强化中产生的“弹簧组织结构”强化机理,能有效预防,延缓此类疲劳发生;

综上所述,弹簧抛丸强化、弹簧喷丸强化,其强化机理为两方面,其一,引入表面残余压应力;其二,组织结构强化。

弹簧抛丸强化、喷丸强化设备:

确认了弹簧抛丸强化,弹簧喷丸强化在抑制弹簧疲劳、延长弹簧寿命的有效性,我们就需要进一步为弹簧的抛丸强化、喷丸强化,准备抛丸、喷丸设备,我们接下来将介绍几款用于弹簧表面强化的弹簧强化机:履带式抛丸机、连续弹簧强化机、滚筒抛丸机。

弹簧抛丸强化、弹簧喷丸强化介质:

有了弹簧强化机,就必须采购抛丸、喷丸用的介质,作为动能传递媒介(或者压应力媒介),抛丸、喷丸的介质选择,需要参考弹簧的尺寸和应用环境下必须达到的强化强度,如果弹簧尺寸小,为了达到有效的覆盖率,也不伤害到弹簧,我们必须选择规格小的抛丸介质,如板簧,喷丸介质尺寸可适当放大,以达到较高的喷丸强度;

喷丸、抛丸介质的材质我们一般选择钢丸(钢丸质量大,价格便宜),不锈钢丸(如不锈钢弹簧、抛丸强度要求高的弹簧),雾化不锈钢丸(可用于小型弹簧,喷丸强度要求相对不强的弹簧);

我们可依据以上要求选择喷丸、抛丸介质。

弹簧强化代工和设备、工艺提供:

我们联合上海交通大学残余应力分析和喷丸强化实验室,中航工业集团航空材料研究研究院,不断试验和探讨弹簧失效机理,研发喷丸强化,抛丸强化在弹簧强化方面的应用机制和工艺,为广大客户提供金属强化前沿技术,在技术和经济兼顾的情况下,为客户提供合适的弹簧抛丸强化、喷丸强化代工服务,为客户提供性价优势明显的弹簧喷丸设备、弹簧抛丸强化设备,并推荐实际检验、优化过的成熟弹簧喷丸强化、弹簧抛丸强化工艺技术。

专业、执着、诚信、周到,您的微笑就是我们的追求,欢迎垂询!

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