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传统喷丸强化工艺的局限性

传统喷丸强化工艺因其具有提高金属零构件抗疲劳断裂能力而得到广泛应用,但它还主要存在以下不足:

(1)受零构件的凹槽部位和丸粒不能有效撞击难以达到部位的限制,产生喷射死角,造成无法实施喷丸强化或喷丸强度不足目前解决的办法是,当丸粒不能直接喷射到零件表面时,采用折流板或反射锥使丸粒折射的方法,为对管状零件内表面有效喷射,必须采用特制的枪杆和喷嘴,以便使丸粒具有适当的速度,但这些方法的应用还受到零件长度和内径的限制;另外,当丸粒积聚在凹槽部位时,影响对内表面的进一步喷射,只能将零件换位,使丸粒靠自重排除;

传统喷丸强化工艺的局限性

(2)受喷丸强化表面粗糙度的限制研究表明,喷丸对材料表面粗糙度的影响较大,喷丸后,轮廓算术平均偏差Ra值一般在0.2~ 20μ m范围内[2]。这样,一方面应力集中点增多,抵消了一部分在提高疲劳性能方面的效果;另一方面,为了降低喷丸后零件表面粗糙度值,提高零件表面光洁度,必须采用磨光、研磨等方法按标准规定的去层深度进行后续加工,或采用分段喷丸工艺,这些都存在成本增大、工序繁琐等问题;

 

(3)受气动高强度喷丸效率低的限制喷丸强化设备根据弹丸获得动能的方式,将喷丸机分为气动式和机械离心式2种,而最常用的是气动式喷丸机。气动喷丸机最大的优点就是设备简单、机动灵活、适用于多方位的形状复杂零件。目前,为了提高其喷丸强度,喷嘴出口的气流速度已大大超过音速,丸粒的速度达到300 m/s以上。但伴随的是设备复杂,耗费功率明显增大,再加上以压缩空气为动力源与丸粒进行能量交换本身固有的低效率,造成整体效率很低;

 

(4)受环境污染的限制目前,喷丸强化工艺大多采用干喷法,不仅噪声大,而且还存在大量粉尘,使空气受到污染,尤其是气动式喷丸直接来自储气罐的空气,空气中含有油,气味难闻,这些都严重影响着人身健康。

 

   因此,发展喷丸强化新工艺,研制喷丸强化新设备,提高强化效果,增大能量效率,提高产品质量,进一步扩大喷丸强化应用领域,实现绿色喷丸强化,是当前急待解决的新课题。

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