隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于模具使用性能提出了更高的要求。努力縮短模具的生產(chǎn)周期提高模具的質(zhì)量，延長(zhǎng)模具壽命孕暇，直接或間接帶來(lái)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是難以估量的。材料和熱處理是影響模具質(zhì)量赤兴、性能和使用壽命最重要的內(nèi)在因素妖滔。60%模具的早期失效，是由材料和熱處理的因素造成的桶良。為了提高模的強(qiáng)度及模具的耐磨性座舍，充分挖掘模具材料的性能潛力，延長(zhǎng)模具服役壽命陨帆，采取了許多有效的措施曲秉，從省能源、省資源疲牵、充分發(fā)揮材料的性能潛力承二，獲得特殊性能和最大技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，發(fā)展和應(yīng)用表面強(qiáng)化工藝技術(shù)是提高模具使用性能和壽命的極重要的發(fā)展方向岭复，噴丸強(qiáng)化就是其中的一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)漠盔、簡(jiǎn)便而有效的模具表面處理工藝方法，值得大力推廣河美。

　　噴丸強(qiáng)化是借助于硬丸粒奸涤，高速、連續(xù)錘擊金屬表面单步，使其產(chǎn)生強(qiáng)烈的冷作硬化物遗。通過(guò)噴丸可以明顯改變金屬表面的應(yīng)力狀態(tài)涣恤、顯微硬度且奔、表層的微觀形貌和相成分插撩，從而提高模具的疲勞強(qiáng)度、抗沖擊磨損及抗應(yīng)力腐蝕性能此腊。噴丸還可改變模具的表面粗糙度摹院，并有效地去除電火花加工而產(chǎn)生的表面變質(zhì)層。

　　噴丸強(qiáng)化方法簡(jiǎn)單易行羊捧，節(jié)約能源众巷，適用于落料模、冷作模炊豪、冷鐓模和熱鍛模等以疲勞失效形式為主的模具凌箕，如鍛模服役時(shí)，要經(jīng)受彎曲和熱膨脹词渤，常發(fā)生因局部屈服而導(dǎo)致顯微裂紋牵舱，噴丸處理產(chǎn)生壓應(yīng)力能推遲顯微裂紋的形成，從而延遲模具龜裂發(fā)生缺虐。

　　噴丸強(qiáng)化原理

　　噴丸過(guò)程就是大量彈丸噴射到零件表面上的過(guò)程芜壁，而彈丸噴射到零件表面上有如無(wú)數(shù)小錘對(duì)表面錘擊，因此高氮，金屬零件表面產(chǎn)生極為強(qiáng)烈的塑性形變慧妄，使零件表面產(chǎn)生一定厚度的冷作硬化層，稱為表面強(qiáng)化層剪芍，此強(qiáng)化層會(huì)顯著地提高零件在高溫和高濕工作下的疲勞強(qiáng)度塞淹。

　　零件表面形成的強(qiáng)化層之所以會(huì)改善其疲勞性能，其原因是在此層內(nèi)有著完全不同于基體（即零件心部）的應(yīng)力狀態(tài)及組織結(jié)構(gòu)罪裹，一般地說(shuō)零件疲勞強(qiáng)度的提高與表面強(qiáng)化層內(nèi)以下三個(gè)因素有關(guān)：

　〗颜　（1）表面層的宏觀殘余應(yīng)力；

　∪薮摺（2）表面層的微觀應(yīng)力萨宙；

　　（3）表面層的微細(xì)嵌鑲組織斜州。適當(dāng)?shù)牡胫⒎植己侠淼臍堄鄩簯?yīng)力可能成為提高疲勞強(qiáng)度、提高抗應(yīng)力腐蝕能力愁逝，從而延長(zhǎng)零件和構(gòu)件使用壽命的因素爪辟；而不適當(dāng)?shù)臍堄鄳?yīng)力則會(huì)降低疲勞強(qiáng)度，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕敷忠，失卻尺寸精度既权，甚至導(dǎo)致變形荚砍、開(kāi)裂等早期失效事故，所以機(jī)械零部件和大型機(jī)械構(gòu)件中的殘余應(yīng)力對(duì)其疲勞強(qiáng)度酌沥、抗應(yīng)力腐蝕能力四洗、尺寸穩(wěn)定性和使用壽命有著十分重要的影響。噴丸可改變了應(yīng)力分布狀態(tài)呵扛，使零件表面形成一條很寬的壓應(yīng)力分布帶每庆，從而可極大地提高疲勞強(qiáng)度和零件的實(shí)際承載能力。

　　噴丸強(qiáng)化是行之有效今穿、應(yīng)用廣泛的強(qiáng)化模具表面的手段缤灵，模具噴丸的強(qiáng)化機(jī)理是彈丸流的撞擊形成模具材料塑性變形而導(dǎo)致冷作硬化；第二個(gè)因素是彈丸流的撞擊改變了表面殘余應(yīng)力狀態(tài)和分布蓝晒，使模具材料表層和次表層造成很大的殘余壓應(yīng)力腮出，而噴丸產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力又是強(qiáng)化機(jī)理中的重要因素。噴丸處理后模具的表面硬度增加芝薇，距表面愈近胚嘲，效果愈明顯，噴丸造成的模具表面硬度增加是由于表層組織形變強(qiáng)化及殘余壓應(yīng)力值增大的綜合結(jié)果剩燥。此外慢逾，噴丸還能促使模具表層的組織發(fā)生轉(zhuǎn)變，即殘余奧氏體誘發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體灭红，并且能夠細(xì)化馬氏體的亞結(jié)構(gòu)侣滩，進(jìn)一步提高了模具表面硬度和耐磨性，從而延長(zhǎng)模具的使用壽命变擒。

　　噴丸強(qiáng)化工藝

　　(1)設(shè)備與噴丸介質(zhì)的選用

　　氣動(dòng)式噴丸機(jī)

　　噴丸用的噴丸機(jī)有氣動(dòng)式噴丸機(jī)和離心式噴丸機(jī)相询。

　　氣動(dòng)式噴丸機(jī)是由空氣壓縮機(jī)供給壓縮空氣，壓縮空氣通過(guò)噴槍時(shí)造成負(fù)壓將彈丸吸人并高速噴出噴嘴蹂甥，形成彈丸流噴射到零件表面褒谒。噴丸機(jī)中還有一個(gè)使零件運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)， 能保證噴丸的均勻性和有一定的覆蓋范圍虚缘。

　　保證噴丸強(qiáng)化質(zhì)量的另一個(gè)關(guān)鍵因素是根據(jù)零件材料和尺寸特點(diǎn)選擇合適的彈丸奕喻。經(jīng)常使用的彈丸都是圓形彈丸，直徑為0.05mm～1.5mm不等辐轧。彈丸直徑由零件溝摧篱、槽、圓角等尺寸決定鬼涂，要保證彈丸直徑小于需要強(qiáng)化的溝松苹、槽、圓角的尺寸羔仅。

　　常用的噴丸介質(zhì)（彈丸）有：

　　a丘多、鑄鐵彈丸：鑄鐵彈丸硬而脆岗努，易于破碎，目前已很少應(yīng)用谢鹊。

　　b算吩、鋼彈丸：目前使用最多的是用彈簧鋼(直徑0.6mm～1.2mm)做成的鋼丸，鋼丸的硬度HRC一般為45～50撇贺，鋼彈丸的使用壽命比鑄鐵丸高20倍左右赌莺。

　　c冰抢、玻璃彈丸：上世紀(jì)七十年代發(fā)展起來(lái)的松嘶，玻璃彈丸的硬度HRC>48，成本較高挎扰，主要在航空工業(yè)部分獲得了較為廣泛的應(yīng)用翠订。

　　(2)噴丸強(qiáng)化主要工藝參數(shù)的選擇

　　噴丸強(qiáng)化可顯著提高表面的殘余壓應(yīng)力，從而提高零件疲勞壽命遵倦，但要對(duì)噴丸參數(shù)進(jìn)行合理的選擇尽超，既要考慮到殘余壓應(yīng)力達(dá)到一定的數(shù)值，又防止過(guò)度噴丸梧躺，以免產(chǎn)生表面缺陷似谁，降低強(qiáng)化效果。

　　實(shí)踐表明：隨噴丸時(shí)間的增加遣惊，殘余壓應(yīng)力逐漸增加钓赛；隨鋼丸轉(zhuǎn)速的增加，殘余壓應(yīng)力也逐漸增加渠盅；彈丸直徑大勃说，噴丸強(qiáng)化效率高，但工件的表面光潔降低供辰。

　　模具噴丸強(qiáng)化應(yīng)用與效果

　⊙魅（1） CrWMn鋼制線切割沖模的噴丸強(qiáng)化。

　　模具在電火花切割后梢苍，不經(jīng)噴丸研磨加工洪磕、回火，直接裝配使用時(shí)诲有，常易出現(xiàn)崩刃晋丑、折斷、碎裂現(xiàn)象名篷。即使不出現(xiàn)這些現(xiàn)象经芋，使用壽命也不高。其原因是熱處理產(chǎn)生的拉應(yīng)力和線切割所產(chǎn)生的熱拉應(yīng)力疊加在一起途茫，容易達(dá)到材料的強(qiáng)度極限而產(chǎn)生裂紋碟嘴。采用回火溪食、研磨、噴丸和回火處理娜扇，可有效地去除白硬層和改善切割層的硬度與應(yīng)力分布狀態(tài)错沃。用研磨方法也可除去白硬層，但不能改善應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力分布狀態(tài)雀瓢，因此枢析，不能根本解決模具的裂紋和崩刃。對(duì)線切割模具的白硬層施以噴丸和120～160℃×6～10h的時(shí)效處理刃麸，則可成倍地提高模具壽命醒叁。

　　某廠的CrWMn鋼制線切割沖模的刃磨壽命在直接使用時(shí)為10700次；160℃×2h回火后泊业，為11180次把沼；研磨除去白硬層后使用時(shí)為4860次；研磨除去白硬層再160℃×2h回火時(shí)為7450次吁伺；磨削去除白硬層后為28743次饮睬；噴丸再160℃×2h回火處理為220000次。

　」扰唷（3）噴丸強(qiáng)化改善Cr12鋼制線切割落料模性能卦瘤。

　　Cr12鋼制洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子落料模藤侦，在經(jīng)淬火瑰氨、回火處理和線切割加工后直接使用時(shí)，常呈折斷失效啤都，平均使用壽命只有3萬(wàn)余次砰穗。改用在電火花加工后增加一道噴丸強(qiáng)化處理工藝后，改善線切割落料模變質(zhì)量層的性能溃锤，使用壽命可提高到10萬(wàn)沖次渣么。

　　綜上所述，噴丸強(qiáng)化技術(shù)是一種使用簡(jiǎn)便灿拗、成本低蛋鸡、應(yīng)用范圍相當(dāng)廣的模具表面強(qiáng)化技術(shù)，強(qiáng)化效果既特別顯著又立竿見(jiàn)影侍上，大大延長(zhǎng)承受交變負(fù)荷的模具使用壽命弓候，是其它強(qiáng)化方法難以比擬的。

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