喷丸强化的过程就是将高速运动的弹丸流喷向零件表面的过程。用于提高零件的抗疲劳及耐应力腐蚀能力，适合各种机械、航空、航海、石油、矿山、铁路、运输、重型机械、军械等。

简介

喷丸工艺对材料机械性能的影响

零件喷丸强化后的特点

测评指标(喷丸强度 喷丸覆盖率 表面粗糙度)

简介

用于提高零件的抗疲劳及耐应力腐蚀能力，适合各种机械、航空、航海、石油、矿山、铁路、运输、重型机械、军械等。通过喷丸强化，一般可提高疲劳寿命1－3倍，甚至可提高几十倍。应用在飞机起落架、发动机、各种接头、曲轴、连杆、作动筒、机匣、涡轮盘、叶片等零件。汽轮机，发电机也大量采用。在飞机制造和维修中，零件磨削后，电镀，喷涂前大都进行喷丸强化处理，以提高抗疲劳和耐应力腐蚀能力，是一种不可缺少的工艺。运作机理工艺：喷丸形变处理时一种专门用来改善和提高机械零件的疲劳断裂和应力腐蚀断裂抗力的表面强化处理工艺（特种处理工艺）。变化：利用高速运动的弹丸（60-110m/s）流连续冲击被强化工件表面，迫使靶材表面和表层（0.10-0.85mm）在循环性变形过程中发生以下变化：1.显微组织结构发生改性；2.非均匀的塑变外表层引入残余压应力，内表层生产残余拉应力；3.外表面粗糙度发生变化（Ra Rz）。影响：可提高材料/零件疲劳断裂抗力，防止疲劳失效，塑性变形与脆断，提高疲劳寿命。

喷丸工艺对材料机械性能的影响

实验表明:喷丸强化工艺对材料的抗拉强度σb没有明显的影响;延伸率δ略有降低;表面硬度有所增高;冲击韧性αk略有下降。但喷丸强化能大幅度提高循环载荷作用下金属的疲劳强度。

零件喷丸强化后的特点

(1)零件受喷表面残余压应力的大小和压应力层的深度取决于受喷材料的性能和喷丸强度。材料的强度和硬度越高,压应力就越大,压应力层的深度就越浅,喷丸强度越高,压应力层的深度也越大。

(2)受喷表层的材料组织发生变化。

(3)受喷表面变得粗糙。受喷表面的粗糙度随着喷丸强度的提高、表层硬度的降低和弹丸尺寸的减小而变差。

(4)尺寸增大。受喷表面的金属被挤出,形成微小的金属波峰,故而尺寸增大。

测评指标

测评强化丸质量有三个基本参数：强度、覆盖率、表面粗糙度。

喷丸强度

影响喷丸强度的工艺参数主要有：弹丸直径、弹流速度、弹丸流量、喷丸时间等。弹丸直径越大，速度越快，弹丸与工件碰撞的动量越大，喷丸的强度就越大。喷丸形成的残余压应力可以达到零件材料抗拉强度的60%，残余压应力层的深度通常可达0.25mm，最大极限值为1mm左右。喷丸强度需要一定的喷丸时间来保证，经过一定时间，喷丸强度达到饱和后，再延长喷丸时间，强度不再明显增加。在喷丸强度的阿尔门试验中，喷丸强度的表征为试片变形的拱高。

阿尔门（Almen）试验

喷丸强度常用N试片（用于有色金属试验）、A试片（最常用）、C试片（更高强度）来进行测量，A试片和C试片之间关系为近似3倍关系。如用C试片测得强度为0.15-0.20Cmm就相当于0.45-0.60Amm。图中厚的为C试片，薄的为A试片。

试验过程中，先测量试片原有变形，然后将卡好该试片的工装置于喷丸箱内，采用与工件相同的工艺进行喷射。喷丸结束，取下试片，测量变形拱高。

喷丸覆盖率

覆盖率是指工件上每一个点被钢丸打到的次数，有人对喷丸覆盖率常这样认为：我的喷嘴1上1下喷工件2遍，不就可以满足200%的覆盖率了吗？乍一听觉得有道理，其实不是这样的。

覆盖率的测量是这样的：先在工件表面涂上一层彩釉或萤光釉，然后按工艺参数对工件进行喷丸，每喷表面一遍将工件取出，在显微镜（放大镜）下观察所残留的涂层在表面所占的比例，如还有20%残留，则覆盖率为80%。当残留只有2%，即覆盖率为98%时，可视为全部清除，即覆盖率为100%，此时就有一个时间。若达到400%的覆盖率，就是4倍的该时间。

覆盖率的影响因素

影响覆盖率的因素有零件材料硬度、弹丸直径、喷射角度和距离、喷丸时间等。在规定的喷丸强度条件下，零件的硬度低于或等于标准试片硬度时，覆盖率能达到100%；反之，覆盖率会下降。在相同的弹丸流量下，喷嘴与工件的距离越长、喷射的角度越小、弹丸直径越小，达到覆盖率要求的时间就越短。喷丸强化时，应选择大小合适的弹丸、喷射角度及距离，使喷丸强度和覆盖率同时达到要求值。

表面粗糙度

由于钢丸的喷射，对工件表面的粗糙度产生一定的变化。影响表面粗糙度的因素有零件材料的强度和硬度、弹丸直径、喷射的角度和速度、零件的原始表面粗糙度。在其他条件相同的情况下，零件材料的强度和表面硬度值越高，塑性变形越困难，弹坑越浅，表面粗糙度值越小；弹丸的直径越小，速度越慢，弹坑就越浅，表面粗糙度值就变小；喷射的角度大，弹丸速度的法向分量越小，冲击力越小，弹坑越浅，弹丸的切向速度越大，弹丸对表面的研磨作用就越大，表面粗糙度值就越小；零件的原始表面粗糙度也是影响因素之一，原始表面越粗糙，喷丸后表面粗糙度值降低越小；相反，表面越光滑，喷丸后表面变得粗糙。当对零件进行高强度的喷丸后，深的弹坑不但加大表面粗糙度值，还会形成较大的应力集中，严重削弱喷丸强化的效果。