超声喷丸

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。
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。
喷丸处理，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。
(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
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。
丸形成的最大压缩残余应力增大了31．9％。
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
(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。
谢谢观赏
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。
Байду номын сангаас
（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