Το τρυπάνι είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιεί εκτόξευση υψηλής ταχύτητας βολής άμμου και βολής σιδήρου για να χτυπήσει την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας για να βελτιώσει ορισμένες μηχανικές ιδιότητες του εξαρτήματος και να αλλάξει την κατάσταση της επιφάνειας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της μηχανικής αντοχής των εξαρτημάτων, της αντοχής στη φθορά, της κόπωσης και της αντοχής στη διάβρωση κ.λπ. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την επιφανειακή επίστρωση, την αφαλάτωση και τη βελτιστοποίηση της υπολειπόμενης τάσης των εξαρτημάτων χύτευσης, σφυρηλάτησης και συγκόλλησης.
Η διαδικασία ρίψης βολής είναι η διαδικασία ψεκασμού μεγάλου αριθμού βλημάτων στην επιφάνεια του εξαρτήματος, ακριβώς όπως αμέτρητα μικρά σφυριά που σφυρίζουν την επιφάνεια. Επομένως, η επιφάνεια του μεταλλικού τμήματος παράγει εξαιρετικά ισχυρή πλαστική παραμόρφωση, η οποία κάνει την επιφάνεια του εξαρτήματος να παράγει ένα ορισμένο πάχος στρώματος σκλήρυνσης ψυχρής εργασίας, το οποίο ονομάζεται στρώμα ενίσχυσης επιφάνειας, αυτό το ενισχυτικό στρώμα θα βελτιώσει σημαντικά την αντοχή σε κόπωση του εξαρτήματος .
Προτού κατανοήσουμε την τεχνολογία shot peening, είναι απαραίτητο να εξηγήσουμε τις τρεις συγκεχυμένες έννοιες της shot blasting, της αμμοβολής και της shot peening.
Αυτές οι τρεις έννοιες είναι στην πραγματικότητα τέσσερις λέξεις: ψεκάζω, ρίχνω, πυροβολώ, άμμο. Μεταξύ αυτών, η ανατίναξη είναι η μέθοδος διεργασίας και η εκτοξευόμενη άμμος είναι το υλικό που χρησιμοποιείται. Ο ψεκασμός είναι η χρήση αέρα υψηλής πίεσης για να φυσήξει σφηνάκι και άμμο στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας και η ρίψη είναι η χρήση περιστρεφόμενων λεπίδων υψηλής ταχύτητας για την προβολή της βολής στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Η βολή είναι κατασκευασμένη από χαλύβδινες βολές και η άμμος από χαλαζιακή άμμο.
Χαρακτηριστικά εξαρτημάτων μετά από βολή
Ο νόμος κατανομής της τάσης κατά μήκος της κατεύθυνσης του βάθους μετά τον ψεκασμό εκφράζεται από την καμπύλη κατανομής της υπολειπόμενης τάσης εκτόξευσης βολής. Η επιφανειακή υπολειπόμενη θλιπτική τάση, το βάθος του στρώματος θλιπτικής τάσης, η μέγιστη υπολειπόμενη θλιπτική τάση και η θέση της μέγιστης υπολειπόμενης θλιπτικής τάσης είναι τέσσερα χαρακτηριστικά μεγέθη.
Μεταξύ αυτών, η επιφανειακή θλιπτική τάση και το πάχος του στρώματος θλιπτικής τάσης έχουν πιο εμφανή επίδραση στα χαρακτηριστικά επιφανειακής ενίσχυσης του εξαρτήματος. Εκτός από τις ιδιότητες του ίδιου του ψεκαζόμενου υλικού, το μέγεθος της επιφανειακής υπολειπόμενης θλιπτικής τάσης και το βάθος του στρώματος θλιπτικής τάσης εξαρτώνται κυρίως από την ένταση του κοψίματος και την επιφανειακή κάλυψη.
Σε γενικές γραμμές, η κατάλληλη αύξηση της έντασης του κοψίματος βολής και της κάλυψης του κοψίματος θα συμβάλει στην αύξηση του εφέ κοψίματος, αλλά θα προκαλέσει επίσης αύξηση της τραχύτητας της επιφάνειας. Για την κάλυψη με σφηνάκι, όταν η κάλυψη είναι ανεπαρκής, η υπολειπόμενη θλιπτική τάση του επιφανειακού στρώματος είναι σχετικά μεγάλη, αλλά είναι επιρρεπής η χαλάρωση της τάσης. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να επιλέγεται εύλογα η ένταση κοψίματος βολής και το δείγμα σκλήρυνσης σε συνδυασμό με τα χαρακτηριστικά του υλικού και τις απαιτήσεις ενίσχυσης, έτσι ώστε η διαδικασία τομής βολής να μπορεί να μεγιστοποιήσει το αποτέλεσμα ενίσχυσης.
Αλλαγές στη δομή του υλικού της ψεκαζόμενης επιφάνειας
Οι επιφάνειες που ψεκάζονται γίνονται τραχιές. Το μέταλλο στην επιφάνεια που ψεκάζεται συμπιέζεται προς τα έξω, σχηματίζοντας μικροσκοπικές μεταλλικές κορυφές, επηρεάζοντας έτσι την τραχύτητα της επιφάνειας. Με την αύξηση της έντασης του κοψίματος βολής, τη μείωση της σκληρότητας της επιφάνειας και την παράταση του χρόνου καθαρισμού βολής, η τραχύτητα της επιφάνειας θα αυξηθεί επίσης.
Τρεις παράγοντες που επηρεάζουν το εμβόλιο
Υπάρχουν τρεις βασικές παράμετροι για την αξιολόγηση της ποιότητας των ενισχυμένων pellets: αντοχή, κάλυψη και τραχύτητα επιφάνειας.
1. Ένταση πενήνας βολής
Οι παράμετροι διεργασίας που επηρεάζουν την ένταση της βολής περιλαμβάνουν κυρίως: διάμετρο βλήματος, ελαστική ταχύτητα ροής, ταχύτητα ροής βλήματος, χρόνο βολής κ.λπ. Όσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος του βλήματος, τόσο μεγαλύτερη η ταχύτητα, τόσο μεγαλύτερη η ορμή της σύγκρουσης μεταξύ το βλήμα και το κατεργαζόμενο τεμάχιο, και τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση της βολής. Η υπολειπόμενη θλιπτική τάση που σχηματίζεται από το κοψίδι μπορεί να φτάσει το 60 τοις εκατό της αντοχής σε εφελκυσμό του υλικού εξαρτήματος, το βάθος του στρώματος υπολειπόμενης θλιπτικής τάσης μπορεί συνήθως να φτάσει τα 0,25 mm και η μέγιστη οριακή τιμή είναι περίπου 1 mm. Για να διασφαλιστεί η ένταση του κοψίματος βολής απαιτείται συγκεκριμένος χρόνος κοψίματος. Μετά από μια ορισμένη χρονική περίοδο, η ένταση του κοψίματος λήψεων φτάνει σε κορεσμό και, στη συνέχεια, ο χρόνος κοψίματος βολής παρατείνεται και η ένταση δεν θα αυξάνεται πλέον σημαντικά. Στη δοκιμή Almen για την αντοχή σε ρίψη βολής, η δύναμη κοψίματος χαρακτηρίζεται από το ύψος της κορώνας της παραμόρφωσης του δοκιμίου.
εικόνα
2. Κάλυψη πηνίου βολής
Μερικοί άνθρωποι σκέφτονται συχνά με αυτόν τον τρόπο για το ποσοστό κάλυψης του κοψίματος: Το ακροφύσιο μου ψεκάζει το τεμάχιο εργασίας 2 φορές με 1 προς τα πάνω και 1 προς τα κάτω, μπορεί να καλύψει το ποσοστό κάλυψης 200 τοις εκατό; Ακούγεται λογικό με την πρώτη ματιά, αλλά δεν είναι έτσι.
Η μέτρηση της κάλυψης είναι η εξής: πρώτα επικαλύψτε ένα στρώμα έγχρωμου λούστρου ή φθορίζοντος λούστρου στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας, στη συνέχεια ανατινάξτε το τεμάχιο εργασίας σύμφωνα με τις παραμέτρους της διαδικασίας, αφαιρέστε το τεμάχιο εργασίας αφού ψεκάσετε μια φορά την επιφάνεια και παρατηρήστε τα υπολείμματα κάτω ένα μικροσκόπιο (μεγεθυντικός φακός). Η αναλογία της επίστρωσης στην επιφάνεια, εάν απομένει 20 τοις εκατό, το ποσοστό κάλυψης είναι 80 τοις εκατό. Όταν υπάρχουν μόνο 2 τοις εκατό υπολείμματα, δηλαδή το ποσοστό κάλυψης είναι 98 τοις εκατό, μπορεί να θεωρηθεί ότι έχει εκκαθαριστεί πλήρως, δηλαδή το ποσοστό κάλυψης είναι 100 τοις εκατό, και υπάρχει μια στιγμή αυτή τη στιγμή. Εάν επιτευχθεί κάλυψη 400 τοις εκατό, αυτό είναι 4 φορές ο χρόνος.
εικόνα
3. Τραχύτητα επιφάνειας
Λόγω της έγχυσης χαλύβδινων σφαιρών, η τραχύτητα της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας έχει μια ορισμένη αλλαγή. Οι παράγοντες που επηρεάζουν την τραχύτητα της επιφάνειας είναι η αντοχή και η σκληρότητα του υλικού του εξαρτήματος, η διάμετρος του βλήματος, η γωνία και η ταχύτητα του ψεκασμού και η αρχική τραχύτητα επιφάνειας του εξαρτήματος.
Υπό τις ίδιες άλλες συνθήκες, όσο υψηλότερη είναι η τιμή αντοχής και σκληρότητας επιφάνειας του υλικού του εξαρτήματος, τόσο πιο δύσκολη είναι η πλαστική παραμόρφωση, τόσο πιο ρηχός είναι ο κρατήρας και τόσο μικρότερη είναι η τιμή της τραχύτητας της επιφάνειας. Όσο μικρότερη είναι η διάμετρος του βλήματος, τόσο πιο αργή είναι η ταχύτητα, τόσο πιο ρηχός είναι ο κρατήρας, Η τιμή της τραχύτητας της επιφάνειας γίνεται μικρότερη. Όσο μεγαλύτερη είναι η γωνία ψεκασμού, τόσο μικρότερη είναι η κανονική συνιστώσα της ταχύτητας του βλήματος, τόσο μικρότερη είναι η δύναμη κρούσης, τόσο πιο ρηχός είναι ο κρατήρας, τόσο μεγαλύτερη είναι η εφαπτομενική ταχύτητα του βλήματος και τόσο μεγαλύτερη είναι η λειαντική επίδραση του βλήματος στην επιφάνεια. Όσο μικρότερη είναι η τιμή τραχύτητας. η αρχική τραχύτητα επιφάνειας του εξαρτήματος είναι επίσης ένας από τους παράγοντες που επηρεάζουν. Όσο πιο τραχιά είναι η αρχική επιφάνεια, τόσο μικρότερη είναι η μείωση της τιμής της τραχύτητας της επιφάνειας μετά το ξεκάρφωμα. Αντίθετα, όσο πιο λεία είναι η επιφάνεια, τόσο πιο τραχιά είναι η επιφάνεια μετά το shot peening.
Όταν τα εξαρτήματα υποβάλλονται σε υψηλής έντασης ρίψη βολής, οι βαθείς κρατήρες όχι μόνο αυξάνουν την τιμή της τραχύτητας της επιφάνειας, αλλά σχηματίζουν επίσης μια μεγάλη συγκέντρωση τάσης, η οποία εξασθενεί σοβαρά την επίδραση της βολής.
