噴丸強化技術ppt課件.ppt

第三講表面改性技術（噴丸強化技術）,邢亞哲博士/副教授長安大學材料表面強化研究所,1,主要內容,噴丸強化原理噴丸強化設備及彈丸材料噴丸強化應用及研究噴丸技術新發(fā)展,2,概念：是將大量高速運動的彈丸連續(xù)噴射到零件表面上，使金屬表面產生強烈的塑性變形，形成一定厚度的形變硬化層的工藝過程。,第一節(jié)噴丸強化原理,3,（1）形成高密度位錯，其在隨后交變應力及溫度的作用下逐漸排列規(guī)則，呈現多邊形，在硬化層內形成了更小的亞晶粒；,硬化層內產生的兩種變化,（2）形成了高的宏觀殘余壓應力。,4,第二節(jié)噴丸強化設備及彈丸材料,設備,1）氣動式噴丸機,優(yōu)點：操作靈活。缺點：功耗大、效率低。應用：要求噴丸強度較低、品種多、批量小、形狀復雜、尺寸較小的零件。,5,2）機械離心式噴丸機,優(yōu)點：功率小、效率高、噴丸質量穩(wěn)定。缺點：設備制造成本高。應用：要求噴丸強度高、品種少、批量大、形狀簡單、尺寸較大的零件。,6,彈丸,形狀尺寸：一般為圓球形，直徑一般為0.05-1.5mm。,材質：鑄鐵丸、鑄鋼丸、不銹鋼丸、彈簧鋼丸、玻璃丸、陶瓷丸等。,應用：1）黑色金屬零件：鑄鋼丸、鑄鐵丸或玻璃丸；2）有色金屬和不銹鋼零件：玻璃丸或不銹鋼丸。,7,第三節(jié)噴丸強化應用及研究,目的：細化晶粒，提高性能。,李慕勤,等.材料表面工程技術，2010.,Al-Si合金噴丸處理后斷面結構,流變區(qū),8,王明濤,等.航空制造技術，5（2012）92.,材料：2024-T351鋁合金板材,9,王明濤,等.航空制造技術，5（2012）92.,10,7075鋁合金噴丸,胡永會,等.材料研究與應用，4（2010）174.,11,胡永會,等.材料研究與應用，4（2010）174.,12,胡永會,等.材料研究與應用，4（2010）174.,13,王欣,等.材料保護，44（2011）9.,2124-T851鋁合金噴丸,二次噴丸：鑄鋼丸+玻璃丸,14,王欣,等.材料保護，44（2011）9.,2124-T851鋁合金噴丸,15,李茂林.中國表面工程，20（2007）18.,Al-Zn-Mg合金高能噴丸,樣品在真空爐中固溶處理（480，60min），直徑8mm的不銹鋼彈丸,16,李茂林.中國表面工程，20（2007）18.,Al-Zn-Mg合金高能噴丸,17,李茂林.中國表面工程，20（2007）18.,Al-Zn-Mg合金高能噴丸,18,陳勃,等.航空學報，31（2010）519.,19,第四節(jié)噴丸技術新發(fā)展,激光噴丸,短脈沖的高峰值功率密度的激光輻射金屬靶材時，金屬表面吸收層吸收激光能量發(fā)生爆炸性汽化蒸發(fā)，產生高溫高壓的等離子體，該等離子體受到約束層的約束而產生高強度壓力沖擊波，作用于金屬表面并向內部傳播。當沖擊波的峰值壓力超過金屬的動態(tài)屈服強度時，金屬表面就會產生應變硬化，并殘留很大的壓應力。,20,激光噴丸（LY2合金）,馬壯,等.特種加工技術與裝備，10（2007）36.,21,激光噴丸（6061-T6合金）,周建忠,等.中國激光，38（2011）0703009-1.,22,激光噴丸（6061-T6合金）,周建忠,等.中國激光，38（2011）0703009-1.,23,第四節(jié)噴丸技術新發(fā)展,張新華,等.航空制造技術，13（2008）78.,超聲噴丸,超聲噴丸與普通噴丸的主要區(qū)別為彈丸（或撞針）從各方向以超聲頻撞擊已被固定的材料表面。,應用：1）由于其引入材料內部的能變較大,常用于實現材料表面的納米化,降低氮化溫度等方面；2）在飛機、坦克、汽車和各種機械設備的齒輪、軸承、渦輪盤、葉片及模具、切削工具等。,優(yōu)勢：實施方便、效果顯著、適應面廣、消耗低等。,24,超聲噴丸與普通噴丸效果比較（7075-T651合金）,張新華,等.航空制造技術，13（2008）78.,25,超聲噴丸與普通噴丸效果比較（7075-T651合金）,張新華,等.航空制造技術，13（2008）78.,26,超聲噴丸與普通噴丸效果比較（7075-T651合金）,張新華,等.航空制造技術，