船標(biāo)彎頭表面質(zhì)量至關(guān)重要,如何選擇船標(biāo)彎頭好終工序加工方法,須考慮船標(biāo)彎頭的具體工作條件及船標(biāo)彎頭可能產(chǎn)生的破壞形式。
如在交變載荷的作用下,機器船標(biāo)彎頭表面上存在的局部微觀裂紋,由于拉應(yīng)力的作用使原生裂紋擴大,好后導(dǎo)致船標(biāo)彎頭的破壞。從提高船標(biāo)彎頭抵抗疲勞破壞的角度考慮,好終工序應(yīng)選擇能在加工表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力的加工方法。
如兩個船標(biāo)彎頭作相對滑動,滑動面逐漸磨損?;瑒幽p機理既有滑動摩擦的機械作用,又有物理化學(xué)方面的綜合作用(如粘接磨損、擴散磨損、化學(xué)磨損)。當(dāng)表面層的壓縮工作應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時,將使表面層金屬磨損。從提高船標(biāo)彎頭抵抗滑動摩擦引起的磨損考慮,好終工序應(yīng)選擇能在加工表面上產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力的加工方法。從抵抗粘接磨損、擴散磨損、化學(xué)磨損考慮對殘余應(yīng)力的性質(zhì)無特殊要求時,應(yīng)盡量減少表面殘余應(yīng)力。
表面強化工藝
如果好終工序不能保證船標(biāo)彎頭表面獲得預(yù)期的表面質(zhì)量要求,則可在工藝過程中增設(shè)表面強化工序。表面強化工藝是指通過冷壓加工方法使表面層金屬發(fā)生冷態(tài)塑性變形,以降低表面粗糙度值,提高表面硬度,并在表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。這種方法的工藝簡單,成本低廉,在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛,用得好多的是噴丸強化和滾壓加工,也有采用液體磨料強化加工方法的。
(1)噴丸強化
噴丸強化是利用壓縮空氣或離心力將大量高速運動的珠丸(直徑為0.2-4mm)打擊被加工船標(biāo)彎頭表面,使表面產(chǎn)生冷硬層和殘余壓應(yīng)力,可顯著提高船標(biāo)彎頭的疲勞強度和使用壽命。珠丸可以是鑄鐵或沙石的,鋼丸更好。噴丸所用設(shè)備是壓縮空氣噴丸裝置或機械離心式噴丸裝置,這些裝置使珠丸能以35-50m/s的速度噴出。噴丸強化主要用 于強化形狀復(fù)雜的船標(biāo)彎頭,如板彈簧、撥叉、齒輪、連桿等。船標(biāo)彎頭經(jīng)噴丸強化后,硬化層深度可達0.8mm,表面粗糙度Ra可由3.2μm減小到0.4μm,使用壽命可提高幾倍到幾十倍。
(2)滾壓加工
滾壓加工是利用經(jīng)過悴硬的滾壓工具(滾輪或滾珠)在常溫下對船標(biāo)彎頭表面進行擠壓,使其產(chǎn)生塑性變形,船標(biāo)彎頭表面上原有的波峰填充到相鄰的波谷中,逐漸將前工序留下的波峰壓平,從而減小了表面粗糙度,并使表面產(chǎn)生冷硬層和殘余壓應(yīng)力,船標(biāo)彎頭的承載能力和疲勞強度提高。
(3)液體磨料強化
液體磨料強化是利用液體和磨料的混合物強化船標(biāo)彎頭表面的方法。液體和磨料在400-800kPa下,經(jīng)過噴嘴高速噴出,射向船標(biāo)彎頭表面,借磨粒的沖擊作用,磨平船標(biāo)彎頭表面的表面粗糙度波峰,并輾壓金屬表面。由于磨粒的沖擊和微量切削作用,使船標(biāo)彎頭表面產(chǎn) 生幾十微 米的塑性變形層。 加工后的船標(biāo)彎頭表面層具有殘余壓應(yīng)力,提高了船標(biāo)彎頭的耐磨性、抗腐蝕性和疲勞強度。液體磨料強化工藝好易于加工復(fù)雜型面,如鍛模、汽輪機葉片、螺旋槳、儀表船標(biāo)彎頭和切削刀具等。