喷丸处理的优点及丸粒选择

喷丸时丸粒大小选择
弹簧进行适当的喷丸强化处理后，其许用应力和疲劳寿命均提高．喷丸强化后弹簧钢丝表面产生一层残余压应力，从而可改变弹簧的工作性能，延长弹簧使用寿命·
喷丸强化的目的是用最大程度的压应力使金属表面获得最小的变形．在这一过程中需要控制的变量主要是喷丸时间，弹丸速度及弹丸直径．经喷丸强化处理后可大大减少由于金属表面的凹坑．刻痕、接缝等缺陷所引起应力集中的不利影响．但喷丸强化并不能治愈金属内部的缺陷，却会使作用在金属内部的净抗拉应力减弱．因此它的不足之处是，在给定的工作条件下可能会引起弹簧的断裂，但这种可能性很小·
如果喷丸不足，就达不到弹簧的最大使用寿命，从而不得不选用大直径的钢丝或优质材料．相反，如果喷丸过多，却会使变形的表面实际成为缺陷·如果喷丸强化过于剧烈而强化层深度又设能达到大部分的金属表面缺陷的深度，同样也会使表面形成缺陷。

在对压缩弹簧进行喷丸强化时，所选用的丸粒直径一般为钢丝直径的5%~40%。

而簧圈间的间隙越小，所选的丸粒直径也就越小·这样才能保证丸粒到达弹簧的内部。

同时，使用的丸粒的数量也是很重要的，通常用较少的丸粒喷射可获得最好的疲劳特性。

并能够在金属表面形成一层最佳的覆盖层而不会产生大的表面缺陷。

喷丸处理是以高度弹丸流喷射到弹簧表面，使表层产生塑性变形，从而形成一定厚度的表面强化层。

大量弹丸在压缩空气的推动下，形
成高速运动的弹丸流不断地向弹簧表面进行喷射，无数个弹丸不断的锤击弹簧表面，从而使金属晶体发生了晶粒破碎、晶格歪扭及高密度位错，在一定的时间内，以冷加工的形式使弹簧表面的金属材料发生塑性变形，造成重叠的塑性变形，在形成凹坑的过程中会产生压应力并拉伸表面，然而这一变化过程被试件内部未变形的部分所阻挡。

于是在试件表层和靠近表面处形成了残余压应力。

量化喷丸强化的效果和质量的指标主要有喷丸覆盖率、喷丸强度和喷丸后试件的表面粗糙度值。

影响喷丸强度的工艺参数有；弹丸直径、弹丸流量、弹丸速度、喷丸试件等。

弹丸直径越大，弹丸的初始速度越快，弹丸与试件碰撞所产生的动量也就越大，喷丸的强度也就越大，喷丸所形成的残余压应力可达到零件材料抗拉强度的的60%，残余应力层的深度可达0.25mm，而最大极限值约为1mm。

喷丸强度的实现是建立在一定的喷丸时间之上的。

经过一定时间喷丸后，当喷丸强度达到饱和时，若再延长喷丸时间，强度将不再明显增加。

在测试喷丸强度的阿尔曼试验中，试片变形的拱高的高低表示喷丸强度的大小，它与喷丸时间有直接的关系。

弹簧喷丸强化后的特点
(1)弹簧表面残余压应力的大小和压应力层的深度取决于受喷材料的性能和喷丸强度。

材料的强度和硬度越大，压应力就越大，压应力层的深度就越浅，喷丸强度越高，压应力层的深度也越大。

(2)弹簧表层的材料组织发生变化。

(3)弹簧表面变得粗糙。

试件表面的粗糙度随着喷丸强度的提高、表层硬度的降低和弹丸尺寸的减小而变差。

(4)尺寸增大，受喷表面的金属被挤出，形成微小的金属波峰，故而尺寸增大。