超声喷丸ppt课件

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(1)可实现较厚板材的成形。超声喷丸成形技术利用超声喷 丸成形技术在厚度大于15 mm的厚板上也可成形类似的曲线， 而传统机械喷丸成形则因板材太厚而不能有效成形。
(2)能实现工件复杂形状的成形且成形曲率大。在超声喷丸成 形过程中，由超声波转化来的机械能产生的冲击载荷压力远 远大于其他喷丸方式所产生的冲击载荷压力，因此超声喷丸 成形的金属板料成形曲率远比其他喷丸方式大。
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(3)操作简便易控制。在超声喷丸成形过程中，可以通 过调整超声波发生器频率、更换磁头或撞针在材料表 面的冲击次数来控制金属板料表面残余应力的大小和 深度。 (4)成形后的材料综合性能较其他喷丸成形好。与其他 喷丸成形相比，超声喷丸强化工件表面粗糙度好。另 外超声喷丸成形时产生的残余压应力是传统喷丸及激 光喷丸的数倍，可对板料起到更好的强化作用。 (5)无污染。目前喷丸应用较多的是干式喷丸法，由于 丸粒的大量破碎，工作现场粉尘污染严重，严重影响 了工作人员的身体健康，这一缺陷一直是困扰喷丸设 备使用者的主要问题，而超声喷丸成形是无污染制造 技术，撞针材质是硬质合金钢，不易发生破损，一般 不需要清理。
丸形成的最大压缩残余应力增大了31．9％。
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表面粗糙度
超声喷丸强化工件表面粗糙度好。工件在传统的喷丸设备上进 行强力喷丸时，采用的丸粒尺寸通常较小，而喷射速度高，并且 工艺过程中伴随丸粒自身的破碎，这些都导致工件表面的粗糙度 较大，而较大的零件表面粗糙度又容易引起疲劳破坏、应力腐蚀 等，最终使喷丸强化效果大幅降低。超声喷丸设备使用的丸粒与 传统方式不同，喷射介质除传统形状的丸粒外还有两端为不同曲 率半径的喷针。丸粒材质一般选用硬度较高的钨碳钢或轴承钢等， 丸粒的尺寸稍大，丸粒的圆度和表面光洁度要求也更高。在喷丸 室内丸粒的速度方向随机，而且速度要小于传统丸粒，这些因素 都使喷丸处理后的工件表面粗糙度值下降
超声喷丸技术
喷丸过程中，大量高速弹
丸喷射到工件表面，其作用 如无数个小锤锤击金属表面， 使受喷材料表面的金属围绕 每个弹丸向四周延伸，金属 的延伸超过材料的屈服极限， 产生塑性变形，形成压坑。 但表层材料的延伸又为内部 材料所牵制，因而在工件内 部产生内应力。
喷丸处ห้องสมุดไป่ตู้，可在金属零件表面造成一定层深的应变强化 层和残余压应力层,能阻止或延缓应力腐蚀，同时也能起 到强化金属材料、组织裂纹在受压区扩展的作用。
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丸粒用量少
丸粒用量少，可多次循环利用，工艺参数少， 容易控制。传统喷丸设备更换丸粒需要30min 左 右的时间，而超声喷丸设备只需要五分钟，而 且设备无需丸粒分离装置。在超声喷丸强化过 程中涉及的参数有处理时间、丸粒量、工具头 振幅、工件移动或转动速度，受控因素少且进 行可以精确控制
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超声喷丸强化形成的硬化层深度 要比机械喷丸强化形成的硬化层深。
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展望
• 超声喷丸技术作为先进的制造技术，具有广阔的
应用前景，不论是航空制造业飞机机翼的制造， 国防工业中军队武器的防腐处理，还是船舶和汽 车制造业部件的强度提升，都将用到超声喷丸， 由于超声喷丸可以获得比传统喷丸更深的残余压 应力层，且残余压应力的数值也更大，同时表面 粗糙度也好于传统喷丸工艺。目前，在许多发达 国家如法国，德国，超声喷丸已大量应用于航空 航天、造船及汽车行业。其前景可以说是一片大 好。
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谢谢观赏
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但是传统机械喷丸丸力冲击力大小有限，其产生的残余 应力的深度也是有限的，而且表面产生的凹痕比较深， 这时的金属表面相当粗糙，有时达不到工业生产及安全 使用要求。
（1）更大的残余压应力 （3）丸粒用量少。
（2）表面粗糙度好。 ( 4)较深硬化层深度。
残余应力
（1）超声喷丸比传统机械喷丸方式能产生更大的残 余压应力。超声喷丸处理所形成的压缩残余应力最 大值为217．3 MPa，而普通喷丸形成的压缩残余应 力最大值为164．7 MPa，与普通喷丸相比，超声喷