吊钩式抛丸机喷丸技术的发展

吊钩式抛丸机喷丸又称为喷丸或受控喷丸，是以提高机械零部件疲劳强度或抗应力腐蚀性能为目标的一种表面处理技术。
　　一、喷丸原理
　　喷丸技术是指在外力的驱动下，喷丸介质(弹丸)高速冲击受喷零件表面，使材料表层发生弹性、塑性变形，从而改变其组织结构、残余应力和表面状态，在增加位错密度和引入残余压应力的共同作用下而达到效果。
　　1.残余应力场的作用
　　喷丸引入的残余压应力场在不同种类的交变载荷下起着不同的作用，其机理也有所不同。表面未经的零件，其疲劳源大多萌生于表面，这种情况下获得的疲劳   叫做表面疲劳   ，它是材料的一个特征值。喷丸后的疲劳源也往往萌生于表面，表面残余压应力在此起着抵抗外载荷拉应力的作用，在此情况下，残余压应力起着直接的作用，称为应力。在喷丸不引起严重表面应力集中的情况下，疲劳源萌生于次表层拉应力区，残余压应力场的作用只是把疲劳裂纹源从表面驱赶到次表面，此时残余压应力场起到间接的作用。
　　2.组织的作用
　　高温合金喷丸后，在高温服役过程中，喷丸残余压应力场大约在10h内便松弛殆尽，此时塑变层的组织结构基本保持其喷丸后的状态，因此，对高温环境服役的零件，喷丸对疲劳性能的起主要作用的是组织。材料表层无喷丸塑性变形层时，内部运动的位错一旦达到表面，形成尖锐的台阶，产生应力集中：而喷丸后，表面存在喷丸层，在与上述相同的应力水平下层内的位错较基体   难以开动，因此可以显著基体的疲劳性能。
　　3.表面形貌的作用
　　喷丸对零件表面造成的变化可能成为因素，也可能是弱化因素，这取决于零件喷前的表面状态和喷丸工艺。当受喷前表面粗糙度值较高，且喷丸强度不大时，喷丸后表面粗糙度值Ra反而降低，此时喷丸对表面形貌的改变即为因素：当喷丸后表面粗糙度值显著提高或由于过喷引起表面微裂纹，将降低受喷零部件的疲劳强度。
　　二、喷丸技术的应用
　　喷丸技术的，，限制小，实施难度低，因此应用越来越广泛。
　　三、喷丸工艺的选择
　　喷丸工艺参数包括喷丸介质、弹丸流量、喷射压力、喷丸角度、喷射距离和时间等。研究者将这些参数归结于喷丸介质、喷丸强度和覆盖率。
　　1.喷丸介质的选择
　　喷丸介质(弹丸)的选择主要依据零件的力学性能、形状、尺寸及服役条件，包括弹丸种类和尺寸选择两方面。
　　喷丸用弹丸有金属弹丸(如铸铁丸、铸钢丸、切制钢丝丸和不锈钢丸等)和非金属弹丸(陶瓷丸和玻璃丸等)。金属弹丸中铸钢丸韧性好，成本较低，因此应用较多。陶瓷弹丸是一种较新的喷丸介质，可用于替代玻璃丸和部分替代铸钢丸。
　　弹丸种类的选择一般应遵循：①黑色金属可用各种弹丸，有色金属及不锈钢零件建议选用非金属丸或不锈钢丸。②对喷后表面粗糙度要求不高的零件可选择金属丸，反之则应选择陶瓷丸或玻璃丸。③受喷材料硬度较高的，应选择的弹丸。
　　弹丸的尺寸选择应遵循以下原则：①对于零件狭缝和沟槽等非开放式受喷部位，弹丸的尺寸应   的通过性，如齿根R较小的齿轮，弹丸直径应小于R/2。②对于喷丸前表面粗糙度值较大的零件，宜选择较大尺寸的弹丸，反之则宜选择较小尺寸。③对于喷丸后表面需要进行机械加工的零件喷丸，弹丸宜选择较大尺寸。
　　2.喷丸强度的选择
　　喷丸强度是喷丸介质冲击能量的度量值，喷丸强度通常使用Almen试片进行度量，零件喷丸强度的选择应遵循以下原则：①应喷丸变形能够满足设计的要求。②在不产生损伤的前提下，提供足够的效果。③同样的材料喷丸，喷前零件的表面粗糙度值越高，则喷丸强度应随之适当增大。④对于喷丸前表面电镀或喷后表面进行机械加工的零件喷丸，应选择较大的喷丸强度。
　　3.喷丸覆盖率
　　受喷零件表面上弹丸坑占据的面积与受喷表面总面积之比值，通常以白分数表小，称为表面覆盖率。喷丸覆盖率的选择应根据受喷零件的实际状态而定，一般情况下对于室温服役的零件，喷丸覆盖率应达到200%：而对于高温下服役的零件则应根据零件的服役状态通过试验确定   佳喷丸覆盖率。
　　四、喷丸技术的发展
　　喷丸技术的主要发展趋势是：
　　(1)量化效果　要加强对喷丸层性能的定量研究，特别是残余压应力场的稳定性和松弛规律的研究，发展数学模烈和借助计算机手段实现喷丸零件寿命的分析和预测。
　　(2)新烈喷丸介质　加强对新烈喷丸介质的研究和，满足机械零件对喷丸表面完整性的要求。
　　(3)新烈喷丸与复合　新烈的喷丸技术，如激光喷丸、射流喷丸等：研究复合技术，获得   佳的协同效应，使基体材料层具有   优异的力学性能。
　　(4)喷丸设备　设计和具有   、和低能耗的喷丸设备。