汽車制造業(yè)的工程師越來越仰賴噴丸強(qiáng)化技術(shù)來改善和提高汽車關(guān)鍵部件的抗疲勞壽命菇肃，并將這一因素在轎車、卡車琐谤、摩托車等設(shè)計的最初就加以充分考慮和重視。該噴/拋丸強(qiáng)化技術(shù)和工藝的應(yīng)用現(xiàn)亦含括幾乎大部分發(fā)動機(jī)零件的設(shè)計中斗忌，包括：

• 曲軸 (去氧化皮和強(qiáng)化)
• 連桿 (強(qiáng)化)
• 傳動齒輪和其他軸類零件
• 齒圈、活塞织阳，太陽齒和行星齒
• 板簧和圓簧

大量的汽車零部件，無論是鑄/鍛件唧躲、壓鑄件，機(jī)械切削件乱孩、焊接件都需要利用不同類型的噴/拋設(shè)備進(jìn)行表面處理，如去除氧化皮菲组，去毛刺竭豺、清砂和清理其他表面雜質(zhì)藻着。

有確鑿的數(shù)據(jù)證明裤魔，通過噴丸強(qiáng)化猩僧，能讓板簧的抗疲勞壽命延長600%赖巴，傳動齒輪的抗疲勞壽命延長1500%，曲軸的的抗疲勞壽命延長900%猩刁，毫無疑問组漏，通過噴丸強(qiáng)化讓抗疲勞性能和耐腐蝕性能的提高無論是對零件的使用壽命新蟆、使用安全性都意義重大觅赊。依賴該工藝琼稻，零件可設(shè)計地更輕巧吮螺，一些原來因工藝規(guī)格要求不得不使用昂貴材質(zhì)的零件現(xiàn)在也可替換使用低價格材料，通過噴丸強(qiáng)化能達(dá)到同等甚至更好的性能標(biāo)準(zhǔn)鸠补。

曲軸制造流程之一– 拋丸清理

作為制造流程的一環(huán)節(jié)嘀掸，熱處理過的曲軸需要經(jīng)由拋丸清理來去除表面的熱氧化皮紫岩。曲軸被置于旋轉(zhuǎn)輥輪上睬塌，在滾動時泉蝌，曲軸所有表面被充分曝露在多個拋頭拋射出的丸流下，多角度的丸粒的沖擊揩晴，使曲軸的外表面都以徹底清理。

曲軸的尺寸決定了選用拋丸機(jī)的類型满戒。對于大的發(fā)動機(jī)，曲軸尺寸可能大到30” (762 mm) 直徑x 20’ (6096 mm) 長, 曲軸被置放于安裝在臺車上的一組滾輪間蕴黎。可有幾種工作方式阱剂，客戶根據(jù)自己廠房車間的實際情況嫡靠，選擇固定拋頭乘害，讓臺車在拋頭下移動杂飘；也可固定臺車，移動上方的拋頭触咧，無論哪種方式，安放在滾輪間的曲軸不停地旋轉(zhuǎn)，使其各表面都接受充分拋丸清理坡牛。

小一些的曲軸，尺寸基本上在6” - 8” (152 mm - 203 mm) 直徑x 36” (914 mm) 長衔掸，通常是利用旋吊式拋丸機(jī)進(jìn)行拋丸清理。曲軸被懸掛在一個吊鉤上俺抽，然后經(jīng)懸鏈的轉(zhuǎn)動，被送入安裝有多個拋頭的拋丸室磷斧，進(jìn)行拋丸清理振愿。吊鉤在拋丸室里旋轉(zhuǎn)瞳抓，讓工件充分曝露在高速丸流下埃疫，邊旋轉(zhuǎn)邊通過伏恐。其清理速度可達(dá)到每小時250件，且清理效果非常好翠桦。

盡管對流程控制的要求不如強(qiáng)化那么嚴(yán)苛横蜒，但現(xiàn)代的曲軸拋丸清理設(shè)備也通過對流程參數(shù)的監(jiān)控來保證清理質(zhì)量。

曲軸的強(qiáng)化

由于曲軸在交變應(yīng)力作用下工作候铸，其軸頸面變化轉(zhuǎn)接圓角處發(fā)生應(yīng)力疲勞和應(yīng)變破壞的危險性極大。目前谍售，通過噴丸強(qiáng)化來改變曲軸抗疲勞性能已在相當(dāng)廣泛的范圍內(nèi)被普遍應(yīng)用，且效果相當(dāng)滿意学掉。

相較于傳統(tǒng)滾壓工藝的缺陷，即由于受曲軸加工工藝性的限制姐阎，各軸頸圓角很難與滾輪相吻合缤贯，往往造成圓角的啃切現(xiàn)象，而且滾壓后的曲軸變形較大瑰柄，效果不佳。而噴丸強(qiáng)化的機(jī)理是利用嚴(yán)格控制直徑并具有一定強(qiáng)度的丸粒涝填，在高速氣流作用下蚣碰，形成彈丸流并連續(xù)向曲軸金屬表面噴射誓沸，就像用無數(shù)個小錘進(jìn)行錘擊骗爆，使曲軸表面產(chǎn)生極為強(qiáng)烈的塑性變形次氨，形成冷作硬化層摘投。簡單而言煮寡，由于曲軸在加工中受各種機(jī)械切削力的作用，其表面幸撕，特別是曲軸截面變化轉(zhuǎn)接圓角處的應(yīng)力分布極不均勻，工作中又受交變應(yīng)力作用外臂，因此很容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕而使曲軸的疲勞壽命降低坐儿。而噴丸強(qiáng)化工藝就是通過引入一個預(yù)壓應(yīng)力來抵消零件在以后工作周期會受到的拉應(yīng)力宋光，從而提高工件抗疲勞性能和安全使用壽命貌矿。

對于噴丸強(qiáng)化過程罪佳，有兩個最關(guān)鍵的參數(shù)逛漫。一個是應(yīng)力強(qiáng)度，這通常是采用“阿爾門試片”锉择，進(jìn)行強(qiáng)度檢測土霞。多個試片固定在曲軸的不同表面沟脓，特別是應(yīng)力最集中的曲軸截面變化轉(zhuǎn)接圓角處每访，一同進(jìn)行噴丸，試片上產(chǎn)生的壓應(yīng)力影響導(dǎo)致試片弓曲康蚯。曲率的擴(kuò)大變化與丸料沖擊的能量成比例。另一個確定噴丸質(zhì)量的主要參數(shù)是覆蓋率爵倚。所謂覆蓋率是指強(qiáng)化后表面彈坑占據(jù)的面積與總強(qiáng)化表面的比值侦纳，該參數(shù)是由曲軸的設(shè)計工程師來定義韵绿，通常是在100% - 200%狂篇，有些曲軸應(yīng)用可能要求覆蓋率高于200%赁栈。

根據(jù)曲軸的硬度和理想的導(dǎo)入壓應(yīng)力強(qiáng)度岗屏，通常曲軸噴丸強(qiáng)化使用的丸粒硬度在50 -55 HRC漱办，大小在S 280 - S 330 (0.7 mm - 0.84 mm)这刷。這樣產(chǎn)生在“阿爾門試片”上的強(qiáng)度范圍約在0.008 - 0.010 C (0.025 on the A scale).

相較于拋丸清理，噴丸強(qiáng)化的工藝參數(shù)監(jiān)控更為嚴(yán)苛暇屋，就曲軸強(qiáng)化應(yīng)用似袁，需要監(jiān)控的參數(shù)包括:

• 噴丸速度
• 噴丸強(qiáng)度
• 丸粒直徑
• 噴丸的距離
• 強(qiáng)化的時間
• 覆蓋率

這些參數(shù)中任意一個的變化昙衅，都會不同程度地影響曲軸表面強(qiáng)化的效果。

結(jié)論

正確應(yīng)用可控的噴丸強(qiáng)化技術(shù)定鸟，能使曲軸和其它在高載荷條件下工作的零件之疲勞強(qiáng)度驚人的提高，大大延長零件的抗疲勞壽命联予。先進(jìn)啼县、精密的帶電腦程控技術(shù)的噴丸設(shè)備更能對噴丸流程進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，以確保噴丸質(zhì)量恒定性和可重復(fù)性偏团。目前，全球很多著名的汽車整車產(chǎn)商库忽，零部件制造商都已將強(qiáng)化列入標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)工藝流程中攘宗。強(qiáng)化設(shè)備也與其他制造設(shè)備形成完整的現(xiàn)代制造流水線。

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