两种丸粒对残余应力影响.pptxVIP

两种丸粒对残余应力影响第1页/共14页第2页/共14页摘要：本文将材质为60Si2Mn弹簧钢经加工制成单片簧，按相同的工艺参数进行热处理，喷丸时分成两组。用残余应力测定仪测量其残余应力的变化情况。分析了喷丸过程中不同丸粒对残余应力的影响，为制定喷丸工艺提供了理论依据。结果表明：在相同的热处理条件下，不同丸粒对于弹簧的残余应力有一定的影响，细小均匀的研磨丸会对疲劳寿命有较为明显的提高。第3页/共14页关键词：丸粒；残余应力1．前 言： 随着国家节能减排政策的不断完善， 汽车减重已成为必然。汽车钢板弹簧轻量化已是发展趋势。弹簧的轻量化的手段之一是弹簧设计应力的提高。同时要求疲劳强度提高，喷丸工艺对疲劳强度将产生重要影响，因此必须对喷丸工艺进行细致的研究。喷丸强度是研究的重点。（喷丸工序作为板簧加工的重要环节对其有着重要的影响）。喷丸强度通常采用弧高值法，即根据试片弧高值来测定的。这个方法的不足之处是不能精确测量深层的残余应力值。而对材料的疲劳寿命起决定性作用的恰恰是此表面层内的残余应力值。我们采用X射线应力分析仪，就丸粒对残余应力的影响进行了研究，初步探讨了不同丸粒对残余应力的影响。第4页/共14页2.试验材料及方法：2.1试验材料 ⑴ 试样取自方大特钢生产的热轧弹簧钢， 规格：9×90mm，炉号 表面脱碳层为:0.18mm。表1　实验材料的化学成分（质量分数%）材质60Si2Mn执行标准GB/T1222-2007化学成分（%）元素CSiMnPS标准值0.56-0.641.50-2.000.70-1.00≤0.035≤0.035实测值0.591.660.830.0220.015第5页/共14页⑵丸粒的基础条件：表2钢丸类别冷拔钢丝切丸研磨丸材　　质钢钢形　　状圆柱倒圆圆柱直径Ф（mm）1.21.0硬度（HRC）49-5250.2第6页/共14页2.2热处理工艺及喷丸工艺实验设备步进式高温加热炉；拘束式曲型淬火机；热风回火炉； HB-3000布式硬度计；喷丸机；X-350A型　X射线应力测定仪。实验工艺2.2.1采用2902010-56B付簧第五片：L＝1018，共计30片，在Y15-2快速光亮淬火油中进行淬火处理。选择500—520℃进行回火，对每个试样进行布氏硬度测量。2.2.2对试样分成两组分别采用切丸与研磨丸进行普通喷丸，喷丸强度大于0.18C，进行残余应力测定。输送带速度4m/min，钢丸速度＞80 m/s，电流＞30A。2.2.3自由状态下喷丸，测喷丸强度、覆盖度及表面残余应力。第7页/共14页3.试验结果及分析3.1簧片硬度表3组别回 火 硬 度 （HB）第1组430433442446427平均值436427439439407439449439430446430第2组436417436439407平均值424417436436417417427430427427421第8页/共14页3.2喷丸强度：0.19C3.3覆盖度及表面残余应力3.3.1喷丸覆盖度图片图1钢丝切丸喷丸覆盖度照片 研磨丸喷丸覆盖度照片 第9页/共14页3.3.2喷丸表面残余应力 试验条件：测量位置距中心孔100，四点测量：0°、15°、30°、45°， 步距：0.1，时间：1min，高压：21KV，电流：5.0mA。图2　X射线衍射图第10页/共14页表4　不同丸粒喷丸后的残余应力值组别表面残余应力（MPa）第1组-257-282-296-249-252平均值-284.3-303-287-251-315-223-263-362-324-339-262第2组-399-404.5-433.8-354.8-339.3平均值-390.9-326-399-381.1-442-407.9-360.9-394.1-438-347-435.4第11页/共14页3.3.3不同丸粒喷丸对表面残余应力的影响第12页/共14页4．分析讨论4.1在相同的热处理工艺条件下，为取得更好的强化效果，应选择适当种类的丸粒。研磨丸较钢丝切丸可以获得较高的残余应力值。因此在现生产时，应严格控制新钢丸的比例并进行预打处理，以保证丸粒的尖角造成簧片表面产生微裂纹。4.2影响钢板弹簧喷丸效果的因素很多，残余应力测量可以作为喷丸效果的判定，为工艺制定和质量检测提供依据。但簧片的硬度，丸粒的形状、硬度，喷丸机的喷射角度、速度、流量，喷射距离、喷丸时间等因素均对喷丸效果有较大影响，还需结合实际情况进行深入探讨。第13页/共14页4.3对于钢板弹簧，为获得更好的强化效果，在不断的提高喷丸覆盖率、喷丸强度及残余压应力的同时，要对喷丸参数进行合理的选择，残余应力由表层向材料内部逐渐扩展，但表层的组织在喷丸的作用下遭到了一定的损坏，粗糙度增加，