Technologia śrutowania powierzchni przekładni
1. Obróbka śrutowania może poprawić rozkład naprężeń na powierzchni części
Naprężenie szczątkowe po śrutowaniu wynika z nierównomiernego odkształcenia plastycznego warstwy wierzchniej i przemiany fazowej konstrukcji metalowej, wśród których główną przyczyną jest nierównomierne odkształcenie plastyczne. Po śrutowaniu na powierzchni metalu powstaje duża liczba odkształceń plastycznych w postaci wżerów, znacznie zwiększa się gęstość dyslokacji warstwy wierzchniej, pojawia się zjawisko granic subziarna i rozdrobnienia ziarna. Po kulkowaniu część austenitu szczątkowego na powierzchni koła zębatego stanie się martenzytem, a naprężenie ściskające powstanie w wyniku rozszerzenia objętości podczas przemiany fazowej, tak że zatrzymane pole austenitu na powierzchni zmieni się w kierunku większego naprężenia ściskającego. Popraw wytrzymałość zmęczeniową kół zębatych. Poprzez śrutowanie,
2. Śrutowanie może tworzyć warstwę o wysokim naprężeniu ściskającym na powierzchni przedmiotu obrabianego
Ponieważ śrutowanie zwiększa naprężenia ściskające powierzchni i znacznie poprawia jej wytrzymałość zmęczeniową, jest bardziej efektywne w przypadku detali, które przenoszą obciążenia zmęczeniowe o wysokiej częstotliwości. Resztkowe naprężenie ściskające utworzone przez śrutowanie może zrównoważyć część przyłożonego obciążenia. Podczas śrutowania małe kuliste śruty stalowe uderzają w powierzchnię przedmiotu obrabianego, tworząc naprężenia ściskające. Uderzenie każdego śrutu spowoduje, że metal wytworzy pewien stopień odkształcenia plastycznego, a powierzchni nie będzie można całkowicie odzyskać i powstanie trwały stan naprężenia ściskającego. Jako proces wzmacniania powierzchni, śrutowanie może powodować szczątkowe naprężenie ściskające na powierzchni, które jest równoważne 55% do 60% granicy wytrzymałości na rozciąganie materiału, a powierzchnia przedmiotu obrabianego jest miejscem, w którym prawdopodobnie wystąpią pęknięcia. W przypadku przekładni nawęglonych i hartowanych uzyskane naprężenie ściskające może osiągnąć 1177 ~ 1725 MPa, co może znacznie poprawić właściwości zmęczeniowe. Głębokość warstwy naprężeń ściskających jest funkcją wytrzymałości śrutowania (lub energii śrutowania) i rośnie wraz ze wzrostem wielkości lub prędkości śrutu.
3. Parametry procesu śrutowania
Proces śrutowania stawia wyższe wymagania co do kształtu, rozmiaru i twardości śrutu. Siła śrutowania i pokrycie powierzchni są używane do kontrolowania procesu śrutowania, a naprężenie szczątkowe i test zmęczeniowy są wykorzystywane do wykrywania efektu wzmocnienia powierzchni.
Parametry procesu kulkowania obejmują materiał śrutowania, średnicę śrutu, prędkość śrutu, przepływ śrutu, kąt śrutu, odległość śrutu, czas śrutu i pokrycie itp. Zmiana któregokolwiek z tych parametrów wpłynie na siłę śrutu w różnym stopniu, co to efekt wzmacniający.
Próbka do badania wysokości łuku
Standardowy element testowy ALMEN arc high to specjalny przyrząd do kompleksowej oceny parametrów procesu śrutowania. Wykonany jest ze stali sprężynowej nr 70 i ma trzy specyfikacje, oznaczone odpowiednio jako N, C i A, które są używane w 3 różnych sytuacjach z różnymi wymaganiami dotyczącymi wytrzymałości na śrutowanie.
Krzywa wysokości łuku
Krzywa wysokości łuku polega na tym, że wysokość łuku śrutowania tego samego elementu badanego zmienia się wraz z czasem śrutowania (lub czasami śrutowania) pod warunkiem, że inne parametry procesu są stałe, co oznacza krzywą zależności wysokości łuku od czasu .
Siła śrutowania
Siła śrutowania zwykle przyjmuje metodę pomiaru wysokości łuku. Głównym celem jest użycie pewnego elementu testowego ze stali sprężynowej, aby odzwierciedlić efekt śrutowania poprzez wykrycie zmiany kształtu po sile śrutowania. Specyficzną operacją jest użycie elementu testowego Almen (element testowy do pomiaru wysokości łuku), ogólna twardość wynosi 44 ~ 50 HRC), zamocowanego na uchwycie, po wystrzeleniu śrutowania, wyjmij element testowy, a następnie zmierz wysokość zakrzywionego łuku z przyrządem pomiarowym (takim jak przyrząd pomiarowy Almen).
Inną metodą kontroli wytrzymałości na śrutowanie jest kontrola naprężeń szczątkowych, która polega na sprawdzeniu naprężeń szczątkowych obrabianego przedmiotu po wzmocnieniu śrutowania. Specyficzną metodą kontroli jest dyfrakcja rentgenowska.
Pokrycie powierzchni
Stopień pokrycia odnosi się do stosunku pola powierzchni wgłębienia pocisku do pola powierzchni przedmiotu obrabianego po śrutowaniu. Zwykle wyrażane w procentach. Kluczowym punktem pomiaru jest około 50-krotne umieszczenie próbki Almena po śrutowaniu, aby zmierzyć obszar wgłębienia po śrutowaniu. Ponieważ bardzo trudno jest zagwarantować 100% pokrycie, 98% pokrycia definiuje się jako pełne pokrycie. Wymagane jest pokrycie wzorów produktów w 300%, zwykle trzykrotność czasu śrutowania wymaganego do osiągnięcia 98% skutecznego pokrycia.
Jakość pocisku
Jakość pocisku ma duży wpływ na efekt wzmocnienia. Ogólna zasada jest taka: średnica pocisku jest mała, naprężenie szczątkowe na powierzchni przedmiotu obrabianego jest większe, ale warstwa wzmacniająca jest płytka; średnica pocisku jest duża, naprężenie szczątkowe na powierzchni przedmiotu obrabianego jest mniejsze, ale warstwa wzmacniająca jest głębsza; twardość pocisku jest wysoka, wytrzymałość na śrutowanie jest również wysoka; zwiększa się średnica śrutu, zwiększa się również siła śrutowania; zwiększa się prędkość śrutu, zwiększa się wytrzymałość śrutowania, powierzchniowe naprężenia ściskające i głębokość warstwy wzmacniającej.
Czas śrutowania
Pod warunkiem, że inne parametry procesu śrutowania pozostają niezmienione, śrutowanie może osiągnąć najlepszy efekt wzmocnienia tylko wtedy, gdy osiągnie czas „nasycenia” lub dwukrotność czasu „nasycenia”. Zazwyczaj niewystarczający czas wzmacniania jest bardziej niekorzystny niż nadmierny czas wzmacniania. Dlatego, gdy okaże się, że czas wzmocnienia jest krótszy niż określony czas, przedmiot obrabiany można ponownie uzupełnić i wzmocnić.
