零件小孔噴丸工藝研究

何恩緒 魏曉麗 楊 琢 王華東 唐道興 李國明

（中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

零件小孔噴丸工藝研究

何恩緒 魏曉麗 楊 琢 王華東 唐道興 李國明

（中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

本文研究了小孔噴丸的特點和噴丸方式，經(jīng)過大量試驗，總結(jié)出了小孔噴丸遮蔽試片技術(shù)的正確應(yīng)用和小孔覆蓋率的檢測方法。

小孔；噴丸強度；飽和曲線；覆蓋率；遮蔽試片

1 概述

噴丸是種冷加工過程，用于在金屬表面產(chǎn)生壓縮殘留應(yīng)力層來改進金屬的機械性能。需要用帶有充足力量的彈丸去撞擊零件表面使其產(chǎn)生塑性變形，從而增強零件壽命。小孔噴丸尤其是深孔，需要特殊噴丸方式，本文將詳細講解。

2 噴丸介質(zhì)的選擇

購買的丸粒要符合ASM2431標準，介質(zhì)型號首先根據(jù)設(shè)計圖要求進行選擇，如果設(shè)計圖沒有要求，根據(jù)表1進行選擇。

1622M28 G07 根據(jù)設(shè)計圖選擇的丸粒型號是S110硬丸classB，噴丸強度：0.1016～0.2032mmA

3 噴丸試片的選擇

根據(jù)設(shè)計圖或設(shè)計文件選擇相應(yīng)的試片，通常小孔噴丸采用的是A型或N型試片，試片要滿足SAE J442要求。

4 小孔噴丸的方法

4.1 外噴嘴直接噴丸

4.1.1 當孔尺寸D≥H時，可以從孔的一側(cè)進行噴丸（D代表孔直徑，H代表孔深），由于每個位置只能噴到孔的1/4面積，因此要對孔進行4個方向噴丸。

4.1.2 當孔尺寸D＜H，2D≥H并且是通孔時，采用外噴嘴噴丸時要從孔的兩側(cè)進行噴丸（D代表孔直徑，H代表孔深），但也要對孔進行4個方向噴丸。

不僅左右方向噴丸，前后還要進行噴丸，才能達到完全覆蓋。為了提高噴丸效率，也可以采用4個噴嘴在孔的4個方向同時進行噴丸。

4.2 外噴嘴反射針式噴丸

在通孔的兩端（任何一端）放置一個反射針，采用正常的直噴嘴就可以對通孔內(nèi)徑進行噴丸，不存在障礙。反射針需要用高硬度的碳化鎢或淬火后的高碳鋼制成，以便反射針能夠經(jīng)得住彈丸沖擊的磨損。選擇反射針時一定要注意反射針的直徑，要保證彈丸能夠順利從反射針四周滑落，防止堵塞。如果孔的深度比較深，為了獲得充分的覆蓋率，反射針必須能夠上下移動并且貫穿整個通孔，移動距離取決于孔的深度，為了獲得均勻的覆蓋率有時需要旋轉(zhuǎn)反射針。

4.3 旋轉(zhuǎn)毛槍噴丸

4.3.1 （a）當D＜H并且無法從兩側(cè)噴丸或2D

4.4 旋片噴丸

旋片噴丸是一種獨立的手動式噴丸，廣泛應(yīng)用于小面積噴丸及內(nèi)孔噴丸和零件返修噴丸加工。旋片噴丸加工孔的最小直徑是12.7mm。

5 1622M28G07孔的試片噴丸

（a）將試片安裝到標準的阿爾門模塊上，采用標準的外置噴嘴，按圖紙規(guī)定的噴丸強度下限繪制一條飽和曲線（b）通過在已建立的飽和曲線的1T點，仍用標準外置噴嘴噴阿爾門試片，當確認了強度以后，記錄下獲得這個強度的噴丸參數(shù)。（c）遮蔽N型試片，以便彈丸只能噴射到試片的中間位置，噴射的寬度要與被噴孔的直徑相同。（無論前面兩步驟用的是A型還是N型試片，此步驟必須采用N型試片） 注意：遮蔽金屬片的厚度不小于2.29mm 。（d）用第二步同樣的參數(shù)噴遮蔽的N型試片，測量并讀取弧高值。此步獲得的弧高值將是圖紙要求的小孔噴丸較低強度下限的新目標強度。這個目標強度將明顯低于在第二步采用標準試片的強度值，因為試片只有一小部分暴露在彈丸噴射下。（e）重復(fù)第一步到第四步的操作，將獲得圖紙要求的小孔噴丸較高強度上限的新目標強度。（f）利用（a）～（e）步獲得的新的目標強度范圍，強度上限和下限，使用旋轉(zhuǎn)噴槍和遮蔽試片模擬孔的固定裝置，制定一個新的噴丸參數(shù)獲得一個在新目標強度范圍內(nèi)的強度。

注意：小孔的試片噴丸也可以采用小型試片，但是小型試片需要經(jīng)過相關(guān)部

表1被噴丸零件材料 小孔直徑 介質(zhì)型號 噴丸強度硬度高的合金 小于φ19.05mm S70、S110 0.25～0.36N硬度低的合金 小于φ18.67mm S70、S130 0.25～0.38N門批準。

6 小孔噴丸覆蓋率的檢測

6.1 噴丸覆蓋率的檢測方法

6.1.1 放大鏡目視檢查

對于孔尺寸較淺時，可以直接用放大鏡進行檢查，要求要用10～30倍放大鏡。

6.1.2 熒光追蹤劑

（a）噴丸前在零件內(nèi)孔表面涂上一層熒光追蹤劑，在紫外線燈下觀察零件小孔，確定熒光追蹤劑要均勻的涂在內(nèi)孔表面，待追蹤劑完全晾干（約10分鐘），再進行噴丸。（b）在紫外線燈下觀察零件小孔表面追蹤劑涂層的去除率，確定小孔實際覆蓋率。

6.1.3 復(fù)制對比法

對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法直觀檢測覆蓋率的零件，需要制作零件的復(fù)制品，復(fù)制品需要和零件具有同樣的機械性能和幾何形狀，復(fù)制品噴丸后，將其剖開，把噴丸面通過投影儀投放到屏幕上，與標準覆蓋率樣板進行比對，將會得到零件小孔的覆蓋率。

6.1.4 內(nèi)窺鏡觀察法

在孔尺寸比較深時，還可以采用內(nèi)窺鏡的方法來檢查小孔的覆蓋率，內(nèi)窺鏡是手持式設(shè)備，方便使用，通常帶有附件，如放大鏡、集成照明和伸縮探頭等配件。收集到的數(shù)據(jù)可以直接在屏幕上觀察，并且可以將數(shù)據(jù)存檔。

6.1.5 視頻影象法

他是光學(xué)輔助觀察的一種特殊形式，這種方法需要一定的技術(shù)和昂貴的設(shè)備，設(shè)備帶有20～40倍放大鏡，并可以將收集到的信息歸檔。

結(jié)語

本文對小孔噴丸進行了全面工藝研究與解讀，尤其是最難掌握的遮蔽試片技術(shù)，這項技術(shù)達到了非常好的效果，能夠正確的對小孔進行試片驗證和零件噴丸，此項技術(shù)適合所有零件小孔的噴丸，解決了小孔噴丸強度和覆蓋率不均勻問題。

[1]SAE J442，美汽車工程師協(xié)會[S].

[2]P11TF3，GEAE噴丸標準[S].

TG66

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.095