凯发官网地址 彈簧拋丸強化用丸粒質量檢測方法

彈簧是工程機械中的重要基礎零件，其質量的優劣直接影響著整機的性能。對彈簧采用拋丸強化，能有效地提高其疲勞斷裂抗力。然而，彈簧制造業雖都采用拋丸處理，但還有相當一部分彈簧制造廠商，實際上還沒有采用合適的、優化的拋丸強化工藝，使拋丸強化效應發揮到極致，甚至將拋丸的目的，清理和強化混為一談。本文由青島 吊鉤式拋丸機 生產廠家青島淳九整理。提供各類高品質拋丸機

拋丸所采用的丸粒是影響彈簧拋丸強化效果一個比較關鍵的因素，制作丸粒有多種材料,如:玻璃、塑料、陶瓷、鑄鋼、韌化處理鋼絲以及不銹鋼絲等。如果丸粒選擇不當，則難以獲得期望的強化效果。丸粒的質量會極大地影響彈簧的拋丸效果，包括殘余應力，表面粗糙度和拋丸工藝的生產效率等。丸粒質量的關鍵因素有：粒度、硬度、耐久性（循環失重率），成圓度，外表面應干燥、無油垢，沒有腐蝕的痕跡等，所以對彈簧強化用丸粒采用正確的質量檢測方法是一項重要的工作。

1.丸粒的密度對于彈簧拋丸強化的影響
密度為拋丸的一個特性，目前使用者很少有測量密度的。事實上很多使用者不知道如何去測量他們丸粒的密度。密度測量可迅速并有效指明丸粒存在大量的空隙，氣孔或者其它內部缺陷。顆粒存在嚴重的內部缺陷，那么它的密度將小。相比實心的顆粒，它就會更快的破碎，從而顆粒的平均尺寸就會降低，不可接受的邊緣尖銳的破損顆粒總量就會增多。另外一個與密度相關的重點就是丸粒的動能。動能是一個運動物體的質量以及速度的產物。密度是由一個物體的質量和體積決定的，物體的密度增大，質量也隨之增大。因此在相同的速度下，丸粒的密度也大，所得到的動能也就越大。

彈簧強化用鋼丸檢測方式： 50、100粒稱量法

2.丸粒硬度檢測方法

丸粒硬度的選擇，對彈簧拋丸強化具有重要的作用，拋丸強度會因為丸粒的硬度增高而提高，并且影響到內表面上較大殘余壓應力的數值與所在的深度。通常選用的丸粒硬度，要大于或等于被強化零件表面的硬度。因為強化過程是使零件表面產生循環塑性形變的過程，只有丸粒硬度高于零件硬度的條件下，才有利于能量的傳遞，將丸粒的動能轉化為被處理工件表層塑性形變能，使被處理工件的表層顯微組織結構發生循環塑性改性（即晶粒細化、正/切屈服強度增高）。對于強化拋丸用的丸粒硬度必須保持一致性，顆粒間硬度相差越小越好。

檢測方式：硬度測試儀在樣品中取出50粒，并將它們在測試條上鋪成一層， 放進環氧樹脂容器中，將溫度調在140℃以下。經過此處理后，測試條會變濕，接著用平均尺寸為0.3微米的鉆石顆粒對此的1/3進行拋光.將暴露出的經過拋光處理顆粒表面用3%的硝酸酒精溶液慢慢地蝕刻，對其中的20粒進行測試。此時，它們的顯微結構已充分表明了它們的縱向結構已被腐蝕，然后根據DIN50311對此進行硬度測試，測試負荷對于0.3mm的只能用4.9035牛頓，(稱為HV0.5),對于0.4-1.0mm的用9.087牛頓，(稱為HV1)。
檢測標準：

3.丸粒形狀（粒度）的檢測方法
不管丸粒丸粒的材料如何選擇，都應嚴格控制質量，保證球面形狀尺寸均勻。破碎的、變形的丸粒必須及時去除。否則，畸形丸粒的棱角容易產生微裂紋而造成疲勞源。用于彈簧拋丸強化的丸粒，其中碎顆粒的丸粒重量不得超過20%，以確保彈簧拋丸強化效果。一般應保證合格丸粒的數量不少于80%.在噴射打擊過程中應少破碎或不破碎。如果使用過程中丸粒破碎了，就必須被分離出去，因為破碎的丸粒帶有鋒利的邊角，容易損傷被處理工件的表面。在設備上，通常使用螺旋分離器來實現丸粒圓度的篩選。

檢測方式：取出部份樣品，將它們在水平面鋪平濃密的一層，然后用一塊100mm¡30mm的有粘性的帶子將樣品粘上，并通過粘帶上的樣品進行視覺檢驗，顆粒形狀的評估是根據用20-25倍的放大鏡進行觀察并和下圖中的樣品進行對比來測定的。而同樣用這個放大鏡進行廢品的比例測試，這里說的廢品是指沒有磨的或磨圓不符合要求。
檢測標準:CWS/Z切丸 CCW/G1一次圓化 DCCW/G2二次圓化處SCCW/G3球狀

4.丸粒尺寸的一致性對于彈簧拋丸強化的影響
  丸粒的尺寸大小與強度和殘余應力場的深淺有關。丸粒直徑小工件表面產生的殘余應力較高，但強化層較淺,丸粒直徑大，工件表面產生的殘余應力較低，但強化層較深,因此有些要求較高的產品，往往采取復合拋丸工藝，即先用大丸粒拋，再用小尺寸的丸粒拋的工藝。在強化拋丸時用的丸粒尺寸必須保持一致性，破碎或者磨小的丸必須分離出去，因為丸粒尺寸減小，拋丸強度就會降低。在設備上通常使用震動篩選器來實現丸粒大小的分離。
檢測方式：使用2-5只標準篩，依照網目大小由上而下，將定數量的丸粒放在較上端的篩網上，于規定的時間內持續搖動（一般是采用機械的方式），紀錄留在每個篩網上的丸粒重量，并標準與樣本總重量的百分比。
檢測標準：
          過篩尺寸對比：

      *次過篩尺寸=標準尺寸+0.1mm,*次過篩≤5%
          二次過篩尺寸=標準尺寸,二次過篩≥85%

         三次過篩尺寸=標準尺寸-0.1mm,三次過篩≤10%,塵埃含量≤0.5%
 5.丸粒的破碎率彈簧拋丸強化的影響
丸粒的破碎率越高，使用成本越高。
破碎的丸粒形狀不規則，但是尺寸還是很大，很難被機器分離出去，會損傷零件表面。破碎率越高，產生的粉塵越多，影響工廠環境和工作人員的身體健康。
丸粒的破碎率越低,在使用過程中能較好較長的維持拋丸強度。

檢測方式：耐磨性測試,從樣品中取出220克進行測試，其中的100克用來做歐文測試.*個循環包括500次旋轉周期，每*次循環后用0.3m㎡的篩網將小于該尺寸的分開并記下重量，然后用新的代替被分離出來的，這樣的話當分離出來的有100克時，記下總計的旋轉周期的數據，此數據就是它的耐磨性數據.

彈簧拋丸強化已是*種可控性工藝技術，彈簧制造商和彈簧強化設備、丸粒的供應商們都已意識到，這類強化過程像其他精密制造*樣，對工藝的*致性、可重復性和質量要求越來越高，旨在提高彈簧強化的效果和精確度！可增加對外表面應干燥、無油垢，沒有腐蝕的痕跡等檢測方法，甚至建議國內銷售和出口的包裝方法

本文對彈簧拋丸強化用丸粒的檢測與分析研究可得出以下結論：

1.丸粒質量對彈簧強化拋丸效果有顯著的影響。在相同拋丸條件下鋼丸粒度增加，拋丸強度增加，表面粗糙度增加，覆蓋度減小，殘余應力值減小;鋼丸粒度減小，拋丸強度降低，表面粗糙度減小，覆蓋度減小增加，殘余應力值變大；
2.以留篩率的方法來測試丸粒的大小是*種高效的、實用的、簡單的測試方法，還可以監控分析拋丸強度的變化情況，非常適合彈簧工廠監控及采購進料檢驗；
3.丸粒的破碎率控制好了,可在使用過程中能較好較長的維持拋丸強度。

參考文獻與標準：

1.德國彈簧協會VDFI8001/2009標準
2.德國工業DIN8201標準
3.美國宇航材料規范SAEJ441標準
4.美國動力機械工程師協會AMS2431標準
5.CSSA70001-2007《彈簧表面強化用鋼絲切丸標準》張俊