噴丸硬化處理工藝是一種廣泛使用的表面處理方法用于提高疲勞強(qiáng)度和耐磨性能。材料的表面獲得一種所謂的"錘擊效應(yīng)"，極大的局部變形形成一個(gè)加工硬化層，或者說(shuō)引發(fā)壓縮殘余應(yīng)力。本文研究了噴丸硬化處理對(duì)高韌性彈簧鋼疲勞強(qiáng)度的影響。在實(shí)驗(yàn)中用常規(guī)的噴丸機(jī)，采用尺寸均勻的金屬丸對(duì)優(yōu)化條件進(jìn)行了評(píng)估。
噴丸材料的噴射方法是離心噴射型，直徑為1.0mm的噴丸是高碳鑄鐵，使用的工件是商品彈簧鋼JIS-SUP10。初步研究了噴丸時(shí)間對(duì)表面特性和疲勞強(qiáng)度的影響。在一臺(tái)平面-彎曲試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了疲勞實(shí)驗(yàn)，對(duì)未噴丸處理和經(jīng)噴丸處理的試樣建立了S-N曲線。
主要結(jié)果如下：工件的表層經(jīng)過(guò)噴丸處理已充分變形。在所有噴丸過(guò)的工件表面附近產(chǎn)生了殘余應(yīng)力。隨著噴丸時(shí)間的增加，有殘余應(yīng)力的區(qū)域向深度方向擴(kuò)展。最大的壓縮殘余應(yīng)力值約為950MPa。在大量周而復(fù)始的折彎直至斷裂的過(guò)程中，噴丸硬化處理能有效地提高疲勞強(qiáng)度。當(dāng)噴丸速度為60m s-1，噴丸處理90s，得到的疲勞強(qiáng)度約為525MPa。這一噴丸時(shí)間幾乎相當(dāng)于全覆蓋時(shí)間。本次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)常規(guī)噴丸硬化處理的優(yōu)化時(shí)間為90s。