弹簧喷丸强化技术规范标准

弹簧喷丸强化技术规

1. 围

本标准适用于以提高和改善弹簧疲劳强度与应力腐蚀断裂强度为目的的喷丸强化工艺技术。包括：圆柱螺旋压缩弹簧和汽车钢板弹簧，其它弹簧的喷丸处理可参照使用。

本标准规定了圆柱螺旋压缩弹簧（简称圆簧）和汽车钢板弹簧（简称板簧）喷丸强化的适

用围、术语、喷丸介质的要求、试片、试片夹具和弧高度测具、技术要求、检验规则与试验方法等。

2. 规性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随

后所有的修改单（不包括勘误的容）或制定版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 6481铸钢丸(标准中未出现)

GB/T 1805弹簧术语

GB/T 230.1金属洛氏硬度试验(标准中未出现)

GB/T 4340.1金属维氏硬度试验第1部分:试验方法(标准中未出现)

GSB A69001喷丸弧高度试片

3. 术语和定义

下列术语和定义适用于本标准，其余按GB/T 1805弹簧术语中的规定。

3.1喷丸强化工艺参数

是指弹丸材料、弹丸尺寸、弹丸硬度、弹丸速度、弹丸流量、喷射角度、喷射时间、喷枪

或离心轮至零件表面的距离。

3.2阿尔曼试片（Almen试片）

是用于综合度量喷丸强化工艺参数的一种专用的试片，以下简称试片。

3.3试片夹具

是用于固定试片的工具。

3.4弧高度

试片在弹丸的冲击下表面层发生塑性流变，导致试片向喷丸面呈球面状弯曲。取一平面作为基准面切入变形球面，则由该基准面至球面最高点之间的距离称为弧高度。

3.5弧高度测具

是用于测定试片经喷丸后在所规定长度围产生的弧高度值的一种专用测量工具。

3.6弧高度曲线

在其他的喷丸强化工艺参数不变的条件下，同一类型的试片分别各自接受不同时间的喷丸，获得一组弧高度值f随喷丸时间t（或喷丸次数）变化的数据，由这组数据在弧高值-时间坐标上绘制出的曲线，叫做弧高度曲线。

3.7喷丸强度

任何一组工艺参数下的弧高度曲线上只存在一个饱和点，过此饱和点弧高度值随喷丸时间而缓慢增高。在一倍于饱和点的喷丸时间下，弧高值的增量不超过饱和点处弧高值的10%，饱和点处的弧高值就定义为该组工艺参数的喷丸强度。

3.8表面覆盖率

受喷零件表面上弹坑占据的面积与受喷表面总面积的比值，称为表面覆盖率（简称覆盖率），通常以百分数表示。

3.10普通喷丸（自由喷丸）

弹簧在无任何外力作用和常温下自由接受喷丸强化处理。

3.11应力/应变喷丸

弹簧在恒定的外力作用下接受喷丸强化处理。

3.12多级喷丸

弹簧接受数次（通常1至3次）喷丸强化处理。

4. 喷丸强化原理

喷丸强化工艺是利用高速运动的弹丸流对金属表面的冲击而使表面产生循环塑性应变层，由此导致该层的显微组织发生有利的变化并使表层引入残余压应力场。表层的显微组织和残余压应力场是提高金属材料及其弹簧的疲劳（包括微震疲劳）断裂和应力腐蚀（含氢脆）断裂抗力的两个强化因素，以提高弹簧的可靠性和耐久性。

5. 喷丸介质的要求

5.1弹丸的种类及材质见表1。

表1

5.2弹丸形状

凡外形表面光滑呈球形或椭球形以及尺寸符合规定规格要求的弹丸均称为合格弹丸（如图1所示）。而外形呈现出尖锐角的或呈长针状的弹丸，铸造丸中含有沙眼和气孔的弹丸以及尺寸超出规定规格的弹丸，均称为不合格弹丸。

合格弹丸形状

图1-1合格弹丸形状

不合格弹丸形状

ａ）呈长针状、沙眼和气孔的弹丸ｂ）尖锐角的弹丸

图1-2不合格弹丸形状

图1弹丸形状

6试片

6.1型号

是用70号弹簧钢制成，共有三种尺寸规格，其符号分别为N、A、C。三种试片的主要技术规格应符合表2中的要求，其它技术条件应符合GSB A69001的要求。

表2

6.2使用围

A型试片适用于中强度围；

N型试片适用于低强度围；

C型试片适用于高强度围。

7试片夹具和弧高度测具

7.1试片夹具

采用结构钢制造，硬度应大于55HRC。夹具的形状及尺寸应符合图2中的要求。

a

b

图2试片夹具及结构尺寸图7.2弧高度测具

弧高度测具和构造和尺寸精度按图3的规定。

图3弧高度测具及结构尺寸图

8 技术要求

8.1喷丸前的准备

8.1.1除了特殊注明之外（例如需要对部分喷丸表面进行切削加工），弹簧喷丸前的尺寸及表面粗糙度应该满足图样上的要求。

8.1.2弹簧在喷丸前应完成规定的热处理。

8.1.3弹簧的无损检测应在喷丸处理前完成。有特殊要求时也可在喷丸后进行。

8.1.4待喷弹簧表面应清洁、干燥、无油污。

8.2喷丸后的处理

8.2.1喷丸后的后续工序中如需对弹簧件加热处理时，其加热温度不得超过245℃。

8.2.2喷丸后的弹簧在特殊情况下允许采用机械方法整修，但只允许在弹簧承受负荷的方向上进行。

8.2.3弹簧的喷丸强化区不允许做硬度试验。

8.2.4喷丸后宜采用不损伤弹簧表面的方法去除残余的弹丸。

8.3喷丸的质量

8.3.1喷丸强度及公差

弹簧经过喷丸处理后，喷丸强度应按图样规定，并按照6.2条中选取。

图样未给出喷丸强度的公差时，喷丸强度只有正偏差。公差围规定为0～+30%,正公差的最小值不应低于0.08mm。

8.3.2喷丸覆盖率

弹簧经喷丸后表面的覆盖率应大于等于90%。

9.检验规则与试验方法

9.1喷丸强度检验方法。

9.1.1 将试片从夹具上取下，用精度为0.01mm的百分表，在弧高度测具上测量弧高度。

9.1.2 再另取试片，重复9.1.1中所规定的操作，便可获得数个试验点(至少应获得6个以上的试验点)，将这些数据画在弧高—喷丸时间坐标图上，可获得一条如图5曲线(即弧高曲线)。